太阳能量“收集器” 可提高太阳能电池的性能，实现21.1%的功率转换效率

来自俄罗斯ITMO大学和意大利TorVergata罗马大学的研究人员开发了一种由二氧化钛（TiO2）和纳米谐振硅颗粒组成的浆料，他们声称这可以改善基于甲基碘化铅铵（MAPbI3）的钙钛矿太阳能电池的光吸收。

科学家们在光学谐振硅纳米颗粒的基础上创建了一个介孔电子传输层，然后将其纳入TiO2浆料。ITMO物理和工程学院的教授SergeyMakarov说："这样的颗粒起到了纳米天线的作用--它们捕捉光线，光线在它们内部产生共振。光在光活性层中停留的时间越长，材料吸收的光就越多。"

硅纳米粒子是米氏共振，这意味着它们能够在位移电流的基础上产生磁共振或电共振。由于这种效应，纳米粒子可以放大各种光学现象，包括光吸收和自发辐射。换句话说，它们确实像纳米天线一样工作，研究人员指出将它们包括在电池中可以改善光的吸收，而不会减少活性材料。

在使用纳米粒子之前，研究人员考虑了所有层和纳米粒子本身的电物理和光学特性，特别是当它们暴露于外部辐射和电压时。然后他们决定不把它们应用于上层传输层，因为那样会阻止光线到达纳米粒子，因为它将被下面的所有层吸收，并通过旋涂将它们放置在过氧化物之后的下一层，这使它们更靠近光源。

这个由俄罗斯和意大利人组成的研究小组解释道，这种浆料可以与任何钙钛矿电池组成和结构一起使用，它只增加了0.3%的制造成本。这种浆料不仅可以用旋转涂层，还可以用其他方法轻松地涂敷。它是一种原始的通用产品，可用于其他类型的太阳能电池，以及各种设备的生产，如光探测器、收割机和光电子学，这样的生产也是环保的，因为生产中不使用任何稀有材料。

所开发的电池实现了21.1%的功率转换效率。

在《纳米能源》上发表的论文《高效钙钛矿太阳能电池用mie-共振介孔电子传输层》中介绍了制备浆料的过程。