日本nims網(wǎng)站2015年8月21日刊文稱，日本國立研究開發(fā)法人物質(zhì)與材料研究機(jī)構(gòu)以及國立研究開發(fā)法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)共同表示：鈣鈦太陽能電池劣化問題的原子級別的結(jié)構(gòu)由理論計算得以明確、期待著為提高太陽能電池的壽命和穩(wěn)定性做出貢獻(xiàn)。
日本國立研究開發(fā)法人物質(zhì)與材料研究機(jī)構(gòu)(NIMS)國際納米電子學(xué)研究基地(MANA)的館山佳尚組長和NIMS納米材料科學(xué)環(huán)境基地(GREEN)的春山潤博士后研究員的研究小組擔(dān)負(fù)著鈣鈦太陽能電池實用化的重要課題，作為劣化加速與轉(zhuǎn)換效率再現(xiàn)性低的原因通過原子級別的理論計算，在世界上首次證明是由陽離子的分子擴(kuò)散起著重要的作用。
鈣鈦太陽能電池作為廉價且高效率的下一代太陽能電池而快速地進(jìn)行著研究。但是，劣化非?？於鴮?dǎo)致壽命短是一個大的問題。另外，在電流−電壓曲線上常常出現(xiàn)磁滯導(dǎo)致電壓加載而出現(xiàn)轉(zhuǎn)換效率變動的問題。這些都成為鈣鈦太陽能電池實用化道路上的最大障礙，成為許多研究者努力開發(fā)解除的重要工作。
NIMS MANA與GREEN的研究小組通過原理計算和反應(yīng)路徑的探索手法相結(jié)合，在具有代表性的鈣鈦材料內(nèi)施加已經(jīng)預(yù)料到的空穴作為媒介的負(fù)離子擴(kuò)散，將迄今為止沒有被關(guān)注的陽離子也作為空穴媒介，在世界上首次證明了它們?nèi)菀讛U(kuò)散且能夠移動。這個陽離子在鈣鈦材料的結(jié)構(gòu)維持上起著重要的作用，它的移動將導(dǎo)致巨大的結(jié)構(gòu)畸變，造成劣化加速和轉(zhuǎn)換效率滯后的原子級別的有力解釋。進(jìn)一步，由這些結(jié)果顯示出空穴密度的減少和離子尺寸的控制將可有效地抑制劣化等。這個見解是以NIMS為首的、由最近的實驗研究所發(fā)表的劣化和磁滯被改進(jìn)了的鈣鈦太陽電池的原子級別的機(jī)理所揭示。本研究成果將于近日刊登于美國化學(xué)會志“Journal of the American Chemical Society”的在線速報版上。
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