太陽能量“收集器” 可提高太陽能電池的性能，實現(xiàn)21.1%的功率轉換效率

來自俄羅斯ITMO大學和意大利TorVergata羅馬大學的研究人員開發(fā)了一種由二氧化鈦（TiO2）和納米諧振硅顆粒組成的漿料，他們聲稱這可以改善基于甲基碘化鉛銨（MAPbI3）的鈣鈦礦太陽能電池的光吸收。

科學家們在光學諧振硅納米顆粒的基礎上創(chuàng)建了一個介孔電子傳輸層，然后將其納入TiO2漿料。ITMO物理和工程學院的教授SergeyMakarov說："這樣的顆粒起到了納米天線的作用--它們捕捉光線，光線在它們內部產生共振。光在光活性層中停留的時間越長，材料吸收的光就越多。"

硅納米粒子是米氏共振，這意味著它們能夠在位移電流的基礎上產生磁共振或電共振。由于這種效應，納米粒子可以放大各種光學現(xiàn)象，包括光吸收和自發(fā)輻射。換句話說，它們確實像納米天線一樣工作，研究人員指出將它們包括在電池中可以改善光的吸收，而不會減少活性材料。

在使用納米粒子之前，研究人員考慮了所有層和納米粒子本身的電物理和光學特性，特別是當它們暴露于外部輻射和電壓時。然后他們決定不把它們應用于上層傳輸層，因為那樣會阻止光線到達納米粒子，因為它將被下面的所有層吸收，并通過旋涂將它們放置在過氧化物之后的下一層，這使它們更靠近光源。

這個由俄羅斯和意大利人組成的研究小組解釋道，這種漿料可以與任何鈣鈦礦電池組成和結構一起使用，它只增加了0.3%的制造成本。這種漿料不僅可以用旋轉涂層，還可以用其他方法輕松地涂敷。它是一種原始的通用產品，可用于其他類型的太陽能電池，以及各種設備的生產，如光探測器、收割機和光電子學，這樣的生產也是環(huán)保的，因為生產中不使用任何稀有材料。

所開發(fā)的電池實現(xiàn)了21.1%的功率轉換效率。

在《納米能源》上發(fā)表的論文《高效鈣鈦礦太陽能電池用mie-共振介孔電子傳輸層》中介紹了制備漿料的過程。