使太陽能生產(chǎn)成本更低的突破性創(chuàng)新離市場更近了一步

雖然世界各地對可再生能源的需求呈指數(shù)增長，但立陶宛和德國的研究人員已經(jīng)提出了一種開發(fā)低成本太陽能技術(shù)的新解決方案。 材料，由Kaunas理工大學(KT U)立陶宛科學家合成，自組裝形成分子厚電極層，提供了一種實現(xiàn)高效鈣鈦礦單結(jié)和串聯(lián)太陽能電池的簡便方法。 生產(chǎn)這種材料的許可證是由一家日本公司購買的。

根據(jù)科學家的說法，實現(xiàn)鈣鈦礦基太陽能電池，結(jié)合低價格和高效率，已證明是一項困難的努力在過去。 大規(guī)模生產(chǎn)的特殊挑戰(zhàn)是現(xiàn)有的孔選擇接觸的高價格和有限的通用性。 KTU化學家已經(jīng)解決了這一挑戰(zhàn)。

“太陽元素類似于三明治，所有的層都有一個功能，即。 吸收能量，將空穴與電子分離等。 我們正在開發(fā)孔選擇接觸層的材料，這是由材料的分子自組裝在基片表面形成的，“Artiom Magomedov，Ph解釋說。 D.名學生在KTU化學技術(shù)學院，該發(fā)明的合著者。

發(fā)達的單層膜可以稱為完美的空穴傳輸材料，因為它們是廉價的，是由可擴展的技術(shù)形成的，并且與鈣鈦礦材料有很好的接觸。 自組裝單分子膜(SAMs)薄至1-2nm，覆蓋整個表面；分子通過將其浸入稀釋的溶液中沉積在表面.. 這些分子是基于咔唑頭部基團與膦酸錨定基團，并能在各種氧化物上形成SAM..

根據(jù)科學家的說法，SAMs的使用有助于避免CIGS細胞表面粗糙的問題。 通過將基于SAM的鈣鈦礦太陽能電池集成到串聯(lián)結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)了23.26%的高效單片CIGSe/鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池，這是目前這項技術(shù)的世界紀錄。 此外，最近開發(fā)的用于Si/鈣鈦礦串聯(lián)電池的SAMs實現(xiàn)了近27.5%的破紀錄效率。

以鈣鈦礦為基礎(chǔ)的單結(jié)和串聯(lián)太陽能電池是太陽能的未來，因為它們更便宜，而且可能更有效。 目前商業(yè)使用的硅基太陽能元件的效率極限是飽和的.. 此外，半導體級硅資源越來越稀缺，提取元素的難度也越來越大。

據(jù)Magomedov說，一小時內(nèi)到達地球表面的太陽能數(shù)量足以滿足全人類每年的電力需求。 “太陽能的潛力是巨大的，”年輕的研究員說。

使用傳統(tǒng)技術(shù)，1克硅(Si)足以產(chǎn)生幾平方厘米的太陽能元素；然而，在KTU合成的1克材料足以覆蓋多達1000平方米的表面。 此外，在KTU合成的自組裝有機材料比目前在光伏元件中使用的替代品便宜得多。

幾年來，KTU化學家小組一直在研究太陽能電池中自組裝分子的使用。 這種材料是在KTU合成的，與德國的Helmholtz Zentrum Berlin(HZ B)和物理科學和技術(shù)中心（立陶宛）物理學家合作，用于生產(chǎn)一個功能正常的太陽能電池。

在KTU實驗室合成的材料的生產(chǎn)許可證是由一家日本公司購買的；稱為2PACz和MeO-2PACz的材料很快就會出現(xiàn)在市場上。 這意味著使用自組裝化合物的創(chuàng)新技術(shù)可以在世界上最好的實驗室進一步研究，并最終找到進入工業(yè)的道路。