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华体会体育钙钛矿太阳能电池从“黑光”中收集能量

2023-05-07 12:31:07
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  华体会体育一个英国研究小组制造了一种钙钛矿太阳能电池,可以从近紫外(UV-A)室内LED灯中收集能量。该器件的效率为20.63%,开路电压为1.02 V,短路电流为1.06 mA/cm2,填充因子为78.89%,最大功率输出为775.86 μW/cm2。

  室内光能收集太阳能电池具有悠久的历史,钙钛矿太阳能电池 (PSC) 最近成为具有高功率转换效率 (PCE) 的潜在候选材料。然而,几乎所有关于室内光收集太阳能电池的报道研究都利用可见波长的白光。尽管光子能量高,但在室内环境下使用的低波长近紫外线 (UV) 灯并未受到关注。在这项研究中,钙钛矿太阳能电池首次被研究用于从市售的近紫外线(UV-A) 室内 LED 灯(395-400 nm)中收集能量。也称为黑光,这些近紫外线灯通常用于装饰(例如,在酒吧、酒馆、水族馆、派对、俱乐部、术工作室、霓虹灯以及圣诞节和万圣节装饰)。使用 CH3NH3PbI3 吸收剂的 n−i−p 结构优化钙钛矿太阳能电池在近紫外室内 LED 的不同光照强度下被制造和表征。当在 3.76 mW/cm2 的紫外线照射下测量时,冠军设备的 PCE 和功率输出分别为 20.63% 和 775.86 μW/cm2。在近紫外光下老化 24 小时后,这些器件保留了其初始 PCE 的 84.10%。紫外线照射对器件性能的影响已得到全面表征。此外,用改性电子传输层制造的紫外线 小时紫外线照射后保留了其初始 PCE 的 95.53%。当在 3.76 mW/cm2 的紫外线照射下测量时,冠军设备分别提供了 26.19% 和 991.21 μW/cm2 的增强 PCE 和功率输出。这项工作为从近紫外室内光源收集能量开辟了一个新方向,用于物联网传感器等微瓦供电电子产品的应用。编译 陈讲运

  总之,我们已经证明,专为室外条件设计的 PSC [具有器件架构 FTO/SnO2/CH3NH3PbI3/Spiro-OMeTAD/Ag] 可以有效地用于从近紫外室内 LED (395−400 nm) 收集能量被广泛用作室内装饰黑灯。冠军设备在 150 lux 下的 PCE 为 20.63%,最大功率输出为 775 μW/cm2,并在最大功率点处显示了 1000 秒内稳定的电流密度。在持续近紫外线 小时的器件保留了其初始 PCE 的>84%。近紫外线照射不同持续时间后的性能下降已得到全面表征。此外,使用 PCBM−BPhen 界面层 [具有器件架构 FTO/SnO2/PCBM BPhen/CH3NH3PbI3/Spiro-OMeTAD/Ag] 制造的紫外线稳定太阳能电池在连续紫外线照射下保持了 ETL 和钙钛矿层之间的接触电阻持续 24 小时并保留其初始 PCE 26.19% 的 95.53%。这项工作为 PSC 在室内近紫外光能量收集中的实际部署开辟了一个新的发展方向,因此有利于为集成有传感器和 IoT 的现代电子设备供电,这些电子设备位于医疗保健、园艺和有紫外线环境的地方。

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