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我國科研團隊攻克鈣鈦礦太陽能電池“短命”難題
記者10日從昆明理工大學(xué)獲悉，該校研究人員開發(fā)出一種新型晶界穩(wěn)定技術(shù)，成功解決了鈣鈦礦太陽能電池長期面臨的效率與穩(wěn)定性瓶頸問題，為高效太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了關(guān)鍵支撐。這一重要成果近日發(fā)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(zhuǎn)換效率高，被視為下一代光伏技術(shù)的核心方向。然而，電池內(nèi)部殘留的碘化鉛容易導(dǎo)致晶界不穩(wěn)定，長期使用后效率衰減嚴(yán)重，這一問題始終制約其商業(yè)化進程。
針對這一挑戰(zhàn)，昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陳江照教授團隊與冶金與能源學(xué)院黃惠教授團隊合作，提出了創(chuàng)新解決方案。他們通過在鈣鈦礦前驅(qū)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(yīng)，形成具有六邊形層狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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。
新型鈣鈦礦電池材料分子結(jié)構(gòu)和靜電電位示意圖。 昆明理工大學(xué)
實驗數(shù)據(jù)顯示，采用該技術(shù)的1.66電子伏特反式鈣鈦礦電池，光電轉(zhuǎn)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(shù)的普適性。
值得一提的是，新型高效太陽能電池穩(wěn)定性表現(xiàn)為：在最大功率點持續(xù)運行1000小時后，電池效率仍保持初始值的94%；經(jīng)過85℃高溫老化500小時，效率留存率達90%，遠超行業(yè)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(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，此項成果不僅為鈣鈦礦材料的界面調(diào)控提供了新思路，更標(biāo)志著我國在新能源材料領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)能力達到國際先進水平，對實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。該研究團隊表示，下一步將推進該技術(shù)的規(guī)?；苽溲芯?，加速鈣鈦礦電池的產(chǎn)業(yè)化落地。
標(biāo)簽 昆明- 原標(biāo)題：成功開發(fā)！我國科學(xué)家攻克關(guān)鍵難題
- 責(zé)任編輯: 肖宇
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