卤化铅钙钛矿太阳能电池是材料科学研究的热点之一

日文原文作者：YuanLiu,LiZhang,MinWang,YujiaZhong,Huang,YuLong,Zhu #

卤化铅杂化太阳能电板是材料科学研究的热点之一。在不到三年的时间里，其能量转化效率从3.8%增加到20%以上，这使其以充分的理由步入了太阳能光伏材料的选料范围。虽然这些材料含磷较差，但是物理性质不稳定，所以未能取得重大的商业市场化进展。在这一背景下，无铅代替品仍然在如火如荼的开发当中，其中最有前途的是杂价双栅极。

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复旦学院研究人员的一篇新材料论文的重点正是这一无铅代替品，她们首次使用基于碱液的方式成功地合成了双栅极薄膜，其成果在Today发表。研究小组专门研究了，这是一种曾经只会通过复杂的真空密封工艺制造的e信隙材料。之外，它们还探究了使用锡(锑)取代物以缩小带隙的方式，来增加薄膜的太阳能转化效率。 #

它们首先将不同数目的CsBr、AgBr、SbBr3和BiBr3添加到DMSO氨水中。将其加热到接近丙酮熔点的180°C，直至前体完全溶化。将石英载玻片放入氨水中进行包裹，之后加热使DMSO蒸发光伏材料制备技术，留下活性成份。样品回火后得到一系列-xBr6薄膜(其中x=0、0.25、0.50、0.75)，随着锑浓度的降低，薄膜由红色变为黄色。

x射线散射阐明四种天然薄膜都是高度结晶的，扫描电镜结果否认了其大概10?m的平均基体规格。但研究者发觉，铋作为主要成份的样本比锑作为主要成份的品质更好。所有样品对可见光短线均表现出了较强的吸收能力光伏材料制备技术，随着锑比列从0提高到0.75，带隙从2.22渐渐减少到1.97ev。 #

此后，这种薄膜被拿来制造单层的双栅极太阳能电板。研究者对其机电功耗在模拟阳光下进行了检测，发觉.25Bi0.75Br6太阳能电板优于对照的电瓶。参杂锑化锂的电瓶空载电流比未参杂的电瓶高64%，转化效率比未参杂的电瓶高31%。其实，当锑的比列逐步提高到0.50时，电瓶的转化效率大幅下跌。作者将此归因于在以锑为主的薄膜中出现的针眼状缺陷，并建议通过优化插口来解决这个问题。 #

综上，本文提供了一种多功能的、基于碱液的双栅极材料纯化步骤。其实在整合集成方面仍需逐步的努力，但这些制造步骤或许有助于加快该材料的发展，使其成为实用光电元件的潜在选择。 #