科学家开发了二氧化钛纳米管的过氧化物光伏电池

简介：一个全球研究团队已开发出一种掺有铯掺杂的二氧化钛纳米管的过氧化物光伏电池。据说它比不掺杂铯纳米管的电池具有更好的短路电流和功率转换效率。
他们说，它在高达800°C的温度下具有最佳的热稳定性。一个国际研究小组通过使用由二氧化铯-二氧化钛（Cs-TiO2）制成的特殊纳米管，开发了具有强大的热稳定性和增强的电子注入能力的过氧化物太阳能电池。
科学家使用了纯度为99.4％，厚度为1毫米，长度为50毫米的钛板。该电池使用两步电化学阳极氧化工艺制造，然后掺入Cs基溶液，然后用Cs纳米颗粒封装。
然后将C2-TiO2纳米管在450°C退火。太阳能电池基于甲基碘化三碘化铵铵（CH3NH3PbI3），这是一种具有高光致发光量子产率的过氧化物。
研究人员已经生产出具有规则和有序结构的纳米管，他们说这对于太阳能电池实现高水平的功率转换效率是必需的。该效率与纳米管本身的长度成比例。
他们说：“如果纳米管的长度在1微米（μm）和20微米之间，入射光子到电流（IPCE）的转换效率将提高，在20微米的长度处达到80％，从而增加了过氧化作用。硅太阳能电池的效率。
”他们还指出，20微米是电子的合理距离，可以实现更高的效率。学者说，用于制造纳米管的掺杂剂材料中使用的金属离子具有更好的电子接受能力。
他们说：“掺杂的金属可以容易地捕获导电电子并减少电子-空穴对的复合。”他们使用紫外可见光谱（UV-Vis）将太阳能电池与采用TiO2纳米管设计的太阳能电池进行比较。
不含Cs掺杂的类似电池的性能。这两个设备的热性能通过热重分析（TGA）进行了测量。
热评价结果表明，掺杂的纳米管在高达800℃的温度下具有优异的热稳定性。他们还发现，在约150℃的温度下，纳米管的重量损失约为1％。
分析表明，铯原子的掺杂通过减少重组反应有效地促进了电子传输。研究人员说，基于Cs-TiO2的过氧化物太阳能电池表现出卓越的性能，与参考电池相比，短路电流跃升了18.67％，功率转换效率提高了22.28％。
研究人员得出结论：“太阳能电池参数的改善可归因于从装置中光生电荷载流子提取的增强。”。