原子層面的研究推動了更持久太陽能電池發展之路
文(wen)章(zhang)來源(yuan)：PNAS普納(na)斯能源(yuan)官網
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發表時(shi)間(jian)：2017-10-23 18:21:40
【小中大】
倫敦帝國學院的研究人員已經確認了引起鈣鈦礦電池迅速降解的機制，該團隊的發現將為更高效、持久的太陽能電池鋪平道路。
倫敦帝國學院前期的研究表明，“超氧化物”能夠破壞鈣鈦礦材料。現在，倫敦帝國學院的研究...
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倫敦帝國學院的研究人員已經確認了引起鈣鈦礦電池迅速降解的機制，該團隊的發現將為更高效、持久的太陽能電池鋪平道路。
倫敦帝國學(xue)院前期的(de)研究(jiu)表明(ming)，“超氧化(hua)物”能夠破(po)壞鈣鈦(tai)礦(kuang)材料(liao)。現(xian)在，倫敦帝國學(xue)院的(de)研究(jiu)人員已經(jing)發現(xian)了超氧化(hua)物形成(cheng)和(he)破(po)壞的(de)機理。
當光線照射在鈣鈦礦上時，釋放的電子將與(yu)氧(yang)(yang)反(fan)應(ying)形成(cheng)超(chao)氧(yang)(yang)化物。由碘離子占(zhan)據(ju)的鈣鈦礦納(na)米結構間(jian)隙(xi)有(you)助于超(chao)氧(yang)(yang)化物的形成(cheng)，超(chao)氧(yang)(yang)化物也(ye)會(hui)利用這些(xie)無碘缺陷。
研究人員能夠通過補充額外的(de)碘離子(zi)來延長(chang)鈣鈦(tai)礦電(dian)池的(de)壽(shou)命，但更好的(de)解決方案可(ke)能需要科學(xue)家(jia)重新考慮鈣鈦(tai)礦制造(zao)工藝(yi)，防止(zhi)缺陷的(de)形(xing)成。
倫敦(dun)帝國學院的(de)(de)首席研究員，化(hua)學家Nicholas Aristidou在(zai)新(xin)聞發布會上(shang)表示，“在(zai)確(que)認了(le)碘(dian)離子缺陷在(zai)超(chao)氧化(hua)物形成(cheng)的(de)(de)角色后，我們(men)通過在(zai)空(kong)位中(zhong)填充額外的(de)(de)碘(dian)離子成(cheng)功提(ti)供了(le)材(cai)料(liao)的(de)(de)穩(wen)定性。通過控制現有缺陷的(de)(de)類型和(he)密(mi)度，開創了(le)優化(hua)材(cai)料(liao)以提(ti)升其穩(wen)定性的(de)(de)新(xin)方法。”
目前，工(gong)程師通過使用(yong)玻璃(li)來阻止鈣鈦礦電池免(mian)于氧化，但是該策略限制了柔性(xing)鈣鈦礦材料的(de)多功能(neng)性(xing)。
倫敦帝國學(xue)院的化學(xue)家(jia)Saif Haque評論說，“玻璃包裝限制了運輸，并且增(zeng)加了電池(chi)的重量(liang)和成本。改(gai)善(shan)鈣鈦礦電池(chi)材料本身才是最(zui)佳解決(jue)方案。”
最新研究成(cheng)果發(fa)表在(zai)了Nature Communications期刊上，因此改善(shan)鈣鈦礦電(dian)池材料并非遙不可及。
Haque表示(shi)“我們現在(zai)已經(jing)提供(gong)了在(zai)原子層面(mian)上理解(jie)這(zhe)一(yi)過程的途徑，并允許提供(gong)改(gai)善設備器件穩定(ding)性的設計。”
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