8 月 11 日消息,據科技日報 8 月 10 日報道,昆明理工大學研究人員開發出一種新型晶界穩定技術,成功解決了鈣鈦礦太陽能電池長期面臨的效率與穩定性瓶頸問題,為高效太陽能電池的產業化應用提供了關鍵支撐。這一成果于 7 月底發表在國際期刊《先進材料》上。
鈣鈦礦太陽能電池因成本低、光電轉換效率高,被視為下一代光伏技術的核心方向。然而,電池內部殘留的碘化鉛容易導致晶界不穩定,長期使用后效率衰減嚴重。這始終制約其商業化進程。
針對這一挑戰,昆明理工大學研究團隊提出了創新解決方案。他們通過在鈣鈦礦前驅液中引入一種含碘的有機分子,使其與殘留碘化鉛原位反應,形成具有六邊形層狀結構的穩定化合物。這種化合物不僅能有效鈍化晶界缺陷,還能抑制離子遷移和相分離,顯著提升電池的電荷傳輸能力。
實驗數據顯示,采用該技術的 1.66 電子伏特反式鈣鈦礦電池,光電轉換效率達到 24.12%,處于目前同類型電池的國際最高水平;針對 1.53 電子伏特電池的測試中,效率進一步提升至 26.84%,驗證了該技術的普適性。
新型高效太陽能電池穩定性表現為:在最大功率點持續運行 1000 小時后,電池效率仍保持初始值的 94%;經過 85℃ 高溫老化 500 小時,效率留存率達 90%,遠超行業平均水平。這一成果有效破解了鈣鈦礦電池“短命”難題,為其在實際場景中的應用奠定了基礎。
昆明理工大學李虎博士為論文的第一作者,昆明理工大學陳江照教授和黃惠教授為論文的共同通訊作者,昆明理工大學為論文的第一通訊單位。該研究工作得到國家自然科學基金面上、地區科學基金、云南省重大科技專項計劃項目、兵團重點領域科技攻關計劃、云南省基礎研究青年項目等項目的資助。
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