针对钙(gai)钛矿太阳能电池高温工作条件下(xia)运(yun)行稳定性差这一领域(yu)难题,南(nan)开大学化学学院袁明鉴教授带领课题组开展(zhan)高水平国际合作研究,成功(gong)制备出兼(jian)具高能量转换效率与高运(yun)行稳定性的钙(gai)钛矿太阳能电池器件,标(biao)志着新一代(dai)光伏技术取(qu)得重大突破。
9月30日晚,《自然》杂志以“兼(jian)具高效热稳定性的甲脒铯组分钙(gai)钛矿太阳能电池”为(wei)题,发表了这项(xiang)研究成果。
▲结晶路径(jing)转变策略实现高效率高温工况稳定钙(gai)钛矿太阳能电池。(受访者供图)
钙(gai)钛矿是一类(lei)具有独特晶体结构的材料,广泛应用于新型(xing)太阳能电池等半导(dao)体器件。钙(gai)钛矿太阳能电池作为(wei)第三代(dai)光伏技术,其独特的柔性兼(jian)容性与大面积制备潜力,为(wei)光伏、物联(lian)网、新能源汽车乃至航天航空等领域(yu)带来前所未有的机遇。可这种新型(xing)太阳能电池的稳定性一直是限制其大规模(mo)商业应用的关键因素。钙(gai)钛矿材料作为(wei)电池的吸光层,其稳定性受外界环境(jing)因素影响显著。目前,高性能钙(gai)钛矿太阳能电池在制备过(guo)程中往往需要依赖易(yi)挥发的有机胺(an)盐添加剂来稳定物相并(bing)调控结晶。然而,这种添加剂在高温条件下(xia)极易(yi)分解,引发钙(gai)钛矿薄膜(mo)化学组分失衡,进而显著降(jiang)低电池在高温工况下(xia)的运(yun)行稳定性。
针对这一难题,袁明鉴带领研究团(tuan)队结合理论预测,发展(zhan)了一种具有更高热稳定性的合金钙(gai)钛矿制备策略,该策略彻底解决甲脒铯组分钙(gai)钛矿薄膜(mo)组分不均一的问题。利用该策略制备的钙(gai)钛矿太阳能电池器件,展(zhan)现出世界一流的能量转换效率与高温工况稳定性。
▲研究团(tuan)队协同探究材料关键难题。(受访者提供)
“此项(xiang)研究不仅为(wei)钙(gai)钛矿太阳能电池的稳定性提升奠定了坚实的技术基础,也为(wei)光伏技术的进一步实用化和商业化开辟了广阔前景,对推动全球能源结构的绿色转型(xing)具有深远意(yi)义。”袁明鉴说。
袁明鉴表示,目前研究团(tuan)队正通过(guo)校企合作,积极推进符合产业化需求的高性能钙(gai)钛矿太阳能电池模(mo)组的研发,力求尽快推动研究成果的实际应用与产业化落地。
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【原标(biao)题】成功(gong)了!重大突破
来源 | 人(ren)民日报微(wei)信公众(zhong)号
编辑(ji) | 张青津
责(ze)编 | 姚凯红