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          在用于太阳能电池的容易愈合,研究发现钙钛矿薄膜的裂缝

          一个新的研究发现在脆性裂纹即钙钛矿薄膜可以很容易地愈合轻度压缩或加热,良好的标志的使用在下一代太阳能电池钙钛矿。

          普罗维登斯,R.I. [真人体育平台] - 一项新的研究揭示了下一代太阳能电池的使用钙钛矿材料的可能性好消息。 

          这项研究成果发表在杂志 材料学报,发现虽然钙钛矿膜往往容易破裂,这些很容易愈合的裂纹对于某些压缩或热一点点。这预示着,研究人员说,对于使用廉价的钙钛矿的替代或补充价格昂贵的太阳能电池的硅技术。 

          “太阳能电池的效率已经成长钙钛矿非常迅速,现在对手在实验室电池硅,说:”尼廷Padture,在工程的布朗教授的学校和研究所的主任分子和纳米级的创新。 “每个人的追高效率,这是非常重要的,但我们也需要进行思考像acerca长期耐用性和机械可靠性的东西,如果我们要带给ESTA太阳能电池技术推向市场。这就是这项研究是怎么回事。“

          钙钛矿,一大类结晶材料的,进行了第一太阳能掺入细胞在2009年的那些第一钙钛矿太阳能电池具有约4%的功率转换效率,但25%立即超过 - 基本相同的传统的硅。钙钛矿型太阳能电池的优点是可以的是,他们对于硅的成本的一小部分制成,切断潜在的太阳能发电装置的成本。钙钛矿可制成薄的本发明的膜是半透明的那和潜在清除能量产生窗口或用于帐篷或背包轻质,柔性太阳能电池灵活的方式。 

          但使钙钛矿型太阳能电池的低成本和易用性是有代价。 

          “在材料科学,物联网,很容易也作了往往容易打破,说:” Padture领导这项研究。 “当然,这是钙钛矿,这是相当脆弱的事实。但在这里,我们将展示他们很容易同时修复 - 钙钛矿薄膜裂缝可以通过压缩它们或用文火痊愈”。

          为研究对象,SRINIVAS yadavalli,在Padture实验室的博士生的工作和论文的第一作者,钙钛矿薄膜沉积在塑料基板。然后我弯曲的衬底,同时用扫描型电子显微镜(SEM)来检测裂纹把拉伸(拉开)上的应力的钙钛矿薄膜。 11将膜破裂,然后,研究人员弯曲的相反方向的基板,以查看是否压缩应力裂纹可能会那些愈合。 

          果然,SEM成像表明,裂缝已经消失。为了确保裂缝没有完全愈合,隐藏只是,研究人员使用了被称为X射线衍射技术。通过测量材料的原子晶格的大小,该技术可以揭示一个以前无论区域现在能够携带破获机械负载 - 万无一失的迹象表明,裂纹愈合。这些测试当前指示完全愈合裂缝。 

          研究人员发现,只是在修复裂缝的有效散热。大约100摄氏度的温度下 - 通过加热材料科学标准相当温和 - 就足以完全愈合在钙钛矿薄膜的裂缝。

          这Padture说,研究是在更好地理解钙钛矿材料的基本性能为目标,并需要做应用开发在商业ESTA设置信息的方法更多的工作。知道钙钛矿薄膜,但很容易作为治好了这种太阳能电池的移向商品化,可能是有用的。 

          “这是个好消息,” Padture说。 “这表明,它很容易的治疗方法可能有助于维持在这些类型的太阳能电池的性能。”

          在论文的合着作者是正虹岱,周华和园园周。这项研究是由海军研究办公室(n00014-17-1-2232)和美国国家科学基金会(OIA-1538893)的资助。先进光子源,科学用户设施的能源办公室的一个部门的研究中使用的资源经营的阿贡国家实验室(DE-ac02-06ch11357)。

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