在最近的一项研究发表在开放获取期刊亚博网站下载,研究人员分析了电荷粒子的辐照对钙钛矿的影响太阳能电池(已经),而被用于卫星等空间应用。yabo214实验评估了宽容的力量组合已经在电子和光子照射,发现两个重要的结果。
研究:对钙钛矿的宽容质子和电子辐照下太阳能电池。图片来源:NJH摄影/ Shutterstock.com
首先,已经被认为是高度敏感的电子辐照,而他们大多对质子辐照。第二,蒙特卡罗方法在界面显示,电子的能量损失高于大部分材料。
太阳能电池材料在空间应亚博网站下载用
太阳能电池是一个不可分割的组成部分,任何人造卫星。此外,在未来的十年中,他们的数量将增加超过10次。目前,大多数卫星使用混合动力来源,gallium-arsenic(砷化镓)太阳能电池是最常用的能源。具有优良的能量转换效率和高耐辐射在空间。然而,纯砷化镓晶体机械强度差,它是非常昂贵的,特别是大规模的空间应用。
同时,钙钛矿陶瓷材料,如铯卤化铅钙钛矿显示潜力的太阳能电池由亚博网站下载于其高能量转换效率从3%上升到25%左右仅在过去的十年。也接近肖克利Queisser ~ 33%的最大效率为单个pn太阳能电池。此外,他们有一个非常低能带隙可调在一个广泛的太阳能辐射的频率。
细胞的结构已经由西安交通大学。图片来源:李,P et al .,材料亚博网站下载
已经有一个氧和高湿度环境中稳定性问题,但在太空中不存在这样的问题。然而,free-charged粒子和高能射线可能恶化已yabo214经的转换效率。这需要更深入的研究。
关于这项研究
在这项研究中,研究人员制作复合PSC太阳能电池和分析电子和质子辐照的影响。PSC有几层的氧化铟锡(ITO) /氧化锡(SnO2)/ formamidinium铯碘化铅0.95Cs0.05PbI3/ Spirio /黄金(Au)。在足总0.95Cs0.05PbI3钙钛矿、FA和Cs阳离子捐助者。
ITO层底部是透明的金属氧化物导体导电率高,还有雪地2是一个电子传输材料(ETM) Spiro-OMeTAD运输材料(HTM)是一个洞,高导电性和顶层盟。所有样品都是装在一个石英衬底。
一个3 d视图显示1兆电子伏电子3伏,质子反应与钙钛矿的太阳能电池。图片来源:李,P et al .,材料亚博网站下载
电子辐照的能量是1的常数通量兆电子伏1011厘米- - - - - -2年代- - - - - -1和影响范围从1014到1016厘米- - - - - -2。与此同时,质子辐照的能量是3伏,而通量变化从1.0 x 1086.5 x 108厘米2年代1。质子辐照三个影响值的选择即1.0 x 1011,1.0 x 1012,1.0 X 1013厘米2。
观察
已经退化的间隙引起的晶格原子和空位在质子辐照,而在电子辐照,退化是由大量的统一的点缺陷。
蒙特卡罗粒子传输模拟表明,质子渗透通过已经没有造成任何重大碰撞。这意味着从传入的钙钛矿层不吸收任何能量质子。3兆电子伏质子的范围是73.5µm,这是高于已经被的厚度即。,1790海里。
然而,细胞内的所有电子停止层。电子的能量损失是1数量级高于质子。此外,质子的能量损失在接口1个数量级高于大部分质子。
能量损失随材料层的深度。图片来源:李,P et al .,材料亚博网站下载
结论
本研究的结论,研究人员分析了电子和质子辐照的影响已经被认为,这是一个有前途的空间应用的太阳能电池。他们模拟了粒子传输机制使用蒙特卡罗软件的电子和质子组成的PSC足总0.95Cs0.05PbI3作为主要的钙钛矿层夹在层ITO SnO2、Spirio和非盟。
结果表明,已经被认为是高度敏感的电子辐照相比,质子辐照和最大能量损失发生在界面相比,大部分材料。
源
李,P。盾,H。局域网,J。,巴姨,Y。他,C。,妈,L。李,Y。刘,J。、宽容的质子和电子辐照下钙钛矿的太阳能电池。亚博网站下载2022年,15,1393年。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/4/1393
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