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2022-01-24 中国科学报
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  《自然》

  晶粒表面钝化的全钙钛矿串联太阳能电池

  南京大学谭海仁团队开发出具有改进晶粒表面钝化的全钙钛矿串联太阳能电池。相关研究成果1月17日发表在《自然》。

  所有钙钛矿串联太阳能电池都有望超越单结太阳能电池的效率极限;然而,到目前为止,性能最好的全钙钛矿结构太阳能电池组的认证效率低于单结钙钛矿结构太阳能电池。为了在串联电池中获得高的光电流密度,需要一个厚的混合Pb-Sn窄带隙子电池;然而,由于Pb-Sn钙钛矿中的载流子扩散长度较短,这是一个挑战。

  该文中,研究人员开发了具有长扩散长度的铵离子钝化Pb-Sn钙钛矿,使子电池具有约1.2μm的吸收体厚度。分子动力学模拟表明,在钙钛矿结晶温度下,广泛使用的苯乙基铵(PEA)阳离子仅部分吸附在表面缺陷部位。使用4—三氟甲基苯基铵(CF3-PA)可增强钝化剂的吸附,其表现出比PEA更强的钙钛矿表面钝化剂相互作用。通过在前驱体溶液中加入少量的CF3-PA,研究人员将Pb-Sn钙钛矿中的载流子扩散长度增加了2倍,达到5μm以上,并将Pb-Sn钙钛矿太阳能电池的效率提高到22%以上。

  研究人员报告的钙钛矿串联太阳能电池的认证效率为26.4%,超过了性能最好的单结钙钛矿太阳能电池。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04372-8

  金和钯分离增强醇氧化双金属催化作用

  英国卡迪夫大学Hutchings, Graham J.团队报道了Au-Pd分离增强醇氧化双金属催化作用。相关研究成果1月17日发表在《自然》。

  在以氧为末端氧化剂的负载型金属纳米粒子催化的氧化反应中,氧还原速率可能是一个限制因素。醇的氧化脱氢反应就是一个例子,这是一类具有现代商业应用的重要反应。负载型金纳米颗粒对乙醇脱氢生成醛具有很高的活性,但对氧还原的效果较差。相比之下,负载型钯纳米颗粒在脱氢方面的活性不如金,但在氧还原方面具有很高的效率。这种不平衡可以通过将金与钯合金化来克服,从而提高两种反应的活性;然而,合金的电化学电位介于两种金属的电化学电位之间,这意味着尽管合金中的氧还原有所改善,但脱氢活性较差。

  该文中,研究表明,通过分离双金属碳载体催化剂中的金和钯组分,几乎可以将反应速率提高一倍,超过相应合金催化剂的反应速率。研究人员使用碳载单金属金和钯的物理混合物以及包含分离的金和钯区域的双金属催化剂来证明这一点。此外,用电化学方法证明,这种增强可归因于发生在孤立金和钯位置的单独氧化还原过程的耦合。

  这种新的催化效应——协同氧化还原增强(CORE)的发现为多组分多相催化剂的设计提供了新的途径。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04397-7

打印 责任编辑:阎芳

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