研究人员弄清楚咖啡如何促进太阳能电池杨晶晶

研究人员弄清楚咖啡如何促进太阳能电池

加利福尼亚大学洛杉矶分校和中国的Solargiga Energy的研究人员试图用咖啡来振作太阳能电池板。

该团队报告说，咖啡因可以帮助提高钙钛矿太阳能电池板将光转换为电能的效率。这一发现可以帮助他们获得更具竞争力和成本效益的硅太阳能电池替代品

“有一天，当我们讨论钙钛矿太阳能电池时，我们的同事王瑞说，'如果我们需要咖啡来增加能量，那么钙钛矿呢？他们是否需要咖啡才能更好地发挥作用？“”晶晶研究博士回忆说。加州大学洛杉矶分校材料科学与工程系的候选人，该研究的共同主要作者。

之后，大概是几轮爽朗的笑声，团队放下了他们的杯子，并开始试图看看这个想法是否有任何价值。

作者之前致力于改善钙钛矿材料的热稳定性 - 具有特定晶体结构的蓝色化合物，形成某些太阳能电池的光捕获层 - 使其在收获阳光时更有效。部分工作涉及尝试用二甲基亚砜等添加剂来强化材料，这种方法在短期内取得了一些成功，但在较长时间内不稳定。然而，咖啡因是一种生物碱化合物，其分子结构可能，该团队怀疑基于他们以前的经验，与用于制造钙钛矿材料的前体相互作用。

因此，他们开始在四十个太阳能电池的钙钛矿层中添加咖啡因，并使用红外光谱，这种方法使用红外辐射来识别样品的化学成分，以确定材料是否粘合。他们有。

进一步的红外光谱测试表明，咖啡因中的羰基与钙钛矿层中的铅离子结合形成“分子锁”。这种锁定增加了钙钛矿层对太阳光反应所需的最小能量，使太阳能电池效率从17％提高到超过20％。当材料被加热时，这种锁定坚固，这表明咖啡因也可以帮助使太阳能电池更加热稳定。

“我们对结果感到惊讶，”王博士说，他也是博士。加州大学洛杉矶分校杨氏研究小组的候选人。“在我们第一次尝试加入咖啡因时，我们的钙钛矿太阳能电池几乎达到了我们在纸张中实现的最高效率。”

如果您愿意，可以采取警告或暗示，这种方法可能不适用于其他类型的太阳能电池。它只适用于此，因为它可以与钙钛矿前体的独特分子结构相结合。然而，这种类型的太阳能电池品种可能足以成为市场上的优势。

目前，钙钛矿太阳能电池是市场上更便宜和更灵活的选择。它们也更容易制造，因为它们可以用液体前体制造 - 它们的硅对应物是由固体晶锭铸造而成。Wang认为，咖啡因除了使它们更有效之外，还可以使它们更容易大规模制造。

“咖啡因可以帮助钙钛矿获得高结晶度，低缺陷和良好的稳定性，”他说。“这意味着它可能在钙钛矿太阳能电池的可扩展生产中发挥作用。”

该团队计划通过调查注入咖啡因的钙钛矿晶体的化学结构继续努力，并确定哪种材料最适合作为太阳能电池的保护层。

“咖啡因改善钙钛矿太阳能电池的性能和热稳定性”一文发表在Joule期刊上 。

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