平報融媒記者 田秀忠
在能源轉(zhuǎn)型的大背景下，太陽能電池因清潔高效而備受關(guān)注。近年來，鈣鈦礦太陽能電池憑借優(yōu)異的光電性能，被視為最有潛力的新一代光伏材料。但是，它們在穩(wěn)定性上仍面臨挑戰(zhàn)：在長時間光照下，材料內(nèi)部容易出現(xiàn)“相分離”現(xiàn)象，導(dǎo)致效率下降、壽命縮短。
9月17日，從堯山實驗室傳來好消息，針對這一瓶頸，堯山實驗室與鄭州大學(xué)、中國科學(xué)院化學(xué)所等單位合作，提出了一種新方法，通過“分子作用設(shè)計”來提升全無機寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性。研究成果近日發(fā)表于國際知名期刊《Journal of Energy Chemistry》。
團隊選擇了三種小分子作為“添加劑”，研究它們與鈣鈦礦材料的相互作用。其中一種名為BrPD的分子表現(xiàn)尤為突出，它能與鈣鈦礦內(nèi)部的離子形成多重化學(xué)作用，包括配位鍵、氫鍵和離子鍵。簡單來說，就像在材料內(nèi)部加上了“穩(wěn)固支架”，有效減少了缺陷和離子遷移，從根源上抑制了光照誘導(dǎo)的相分離。
實驗數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過BrPD修飾的鈣鈦礦薄膜晶粒更大、缺陷更少，表現(xiàn)出顯著的耐光穩(wěn)定性。在光伏器件測試中，這類電池的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）達到11.34%，比未修飾的提升了近三成；在連續(xù)光照下仍能保持93%以上的初始效率，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性。
堯山實驗室相關(guān)負責(zé)人表示，這項研究的意義在于，它不僅讓鈣鈦礦太陽能電池在效率上更進一步，更重要的是解決了“用得久”的問題。未來，這類材料有望應(yīng)用于高效的疊層太陽能電池，為實現(xiàn)更清潔、更可持續(xù)的能源利用提供堅實支撐。
編輯：劉曉明
校對：侯婭楠
