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德國新加坡聯(lián)合研究微調(diào)等離子體技術(shù)，太陽能電池性能取得新突破！

2020-05-13 17:19

導(dǎo)讀：本周發(fā)表的兩項不同研究表明，德國達姆施塔特技術(shù)大學(xué)與新加坡科學(xué)技術(shù)研究局合作進行的研究中，在使用等離子體增強技術(shù)改善鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩(wěn)定性方面取得了新進展。

近年來，等離子增強已經(jīng)用于旨在改善鈣鈦礦太陽能電池的效率和熱穩(wěn)定性的廣泛研究中。該技術(shù)包括通過金屬納米結(jié)構(gòu)增強細胞的電磁場，從而改善器件在可見光譜中的低光學(xué)吸收。

上周，發(fā)表了有關(guān)該主題的兩項新研究，表明對金屬等離子體激元效應(yīng)的興趣近來并未減弱。

在德國達姆施塔特技術(shù)大學(xué)與新加坡科學(xué)技術(shù)研究局合作進行的研究中，已對該技術(shù)的最新進展進行了分析。

研究小組解釋說，表面等離子體激元對鈣鈦礦細胞來說特別有趣，因為它們的性質(zhì)可以通過控制金屬納米結(jié)構(gòu)的形狀、大小和介電環(huán)境進行微調(diào)。因此，結(jié)合等離子體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦細胞可能具有更薄的吸收層，不影響光學(xué)厚度，并且可以設(shè)計為半透氧器件。

科學(xué)家們描述了典型的電漿細胞鈣鈦礦作為設(shè)備由一個緊湊的20 － 50納米氧化鈦（二氧化鈦）阻擋層，100 － 400 nm之間嵌入層電子運輸材料，如介孔二氧化鈦和透明導(dǎo)電氧化物基質(zhì)，由一個洞之后運輸材料夾在鈣鈦礦吸收器和接觸電極。

科學(xué)家們還描述了鈣鈦礦電池應(yīng)用中如何通過等離子激元進行偶極子－偶極子耦合的熱電子注入，光捕獲和能量流向調(diào)制。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《高等科學(xué)》雜志上的論文《等離子鈣鈦礦太陽能電池的最新進展》中。

在另一項研究發(fā)表在本周《自然》雜志上，雙金屬植入電漿為二氧化鈦光電陽極敏化的第三代太陽能電池，印度的大師Nanak Dev大學(xué)的科學(xué)家們尋求改善二氧化鈦的聚光能力敏化劑用于這種類型的細胞，同時防止復(fù)合效應(yīng)。

根據(jù)研究人員的研究，通過離子注入技術(shù)將金和銀納米顆粒嵌入二氧化鈦中。依賴納米顆粒的細胞效率及其等離激元誘導(dǎo)的光電效應(yīng)顯示，其效率（相對而言）比未植入的細胞高89％。

據(jù)微鋰電小組分析，這種更高的效率取決于二氧化鈦的增強的光收集能力，后者可以產(chǎn)生大量的光激發(fā)電子，并且取決于嵌入二氧化鈦的光陽極中的銀和金納米粒子所產(chǎn)生的等離子電效應(yīng)。

太陽能電池儲能微調(diào)等離子體技術(shù)