分子密封增強鈣鈦礦太陽能電池，同時將效率提高至 26.6%
中國科學家開發出一種提高太陽能電池效率和強度的新方法。研究人員展示了分子壓制退火 (MPA) 策略，該策略可幫助鈣鈦礦太陽能電池在極端高溫和高濕度下連續測試 2000 多個小時。該方法由中國西安交通大學的研究人員開發，可保護電池在製造過程中免受損壞。 16-17 小時後器件仍保持 98.6% 的效率該策略使夾壓鈣鈦礦太陽能電池實現了 26.6% 的功率轉換效率 (PCE)。值得注意的是，在最大功率點跟踪下連續運行 16-17 小時後，這些器件保留了 98.6% 和 97.2% 的初始 PCE。該研究發表在《科學》雜誌上，表明 2-吡啶乙胺與未配位的鉛陽離子形成固態二齒配位絡合物，從而保持晶格完整性。長期穩定性退火過程中碘空位的實時修復，通過優化的配體工程穩定了鉛-碘框架，從而增強了鈣鈦礦薄膜的結構完整性和長期穩定性。研究表明，這種策略使 NIP 鈣鈦礦太陽能電池的 PCE 達到 26.6%。為了製造PSC，必須加熱鈣鈦礦薄膜，這有助於鈣鈦礦晶體的生長。這些是細胞的活性層，可以捕獲陽光並將其轉化為電能。然而，熱量會導致碘化物從表面流失，留下微小的孔洞。這些間隙是薄弱點，可以向內擴散，導致晶體結構退化，最終降低電池效率。據 Tech Xplore 報導，雖然科學家通常會在損傷發生後嘗試修復損傷，但這種新方法可以從一開始就防止損傷發生。覆蓋層的熱粘合和壓力粘合研究小組表明，將覆蓋層熱粘合到鈣鈦礦表面可以抑制碘化物損失引發的缺陷，並增強長期穩定性。研究小組發現，2-吡啶基乙胺與未配位的鉛陽離子形成固態二齒配位絡合物，從而保持了晶格的完整性。研究表明，傳統鈣鈦礦太陽能電池在 85°C（185°F）和 60% 相對濕度的最大功率點跟踪下，功率轉換效率為 25%，保留了 98.6% 的效率。鈣鈦礦是一類材料，在太陽能電池中表現出高性能和低生產成本的潛力。 “鈣鈦礦”這個名字來源於它們的晶體結構。這些材料用於其他能源技術，例如燃料電池和催化劑。光伏（PV）太陽能電池中常用的鈣鈦礦更具體地稱為“金屬鹵化物鈣鈦礦”，因為它們是由有機離子、金屬和鹵素的組合製成的。其他應用中的鈣鈦礦可能由氧而不是鹵素製成，並且通常完全是無機的。金屬鹵化物鈣鈦礦是鈣鈦礦太陽能電池中的主要吸收材料或“活性層”。在這種可能廉價的技術中，鈣鈦礦薄層吸收光，從而激發稱為電子的帶電粒子；當這些激發的電子被提取時，它們會產生電能。
已发布: 2026-01-29 00:24:00
