學者提出界面優(yōu)化策略柔性鈣鈦礦太陽能電池更高效穩(wěn)定

發(fā)布日期：2023-10-02 00:00 來源：http://thamestown.cn 點擊：

中新網(wǎng)衡陽9月26日電 (記者鄧霞)隨著柔性鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化，這種可適應(yīng)多種曲面的電池將能整合到建筑表面、可穿戴設(shè)備、戶外裝備中。屆時，房屋會成為自用發(fā)電廠，帳篷、背包可提供緊急電源，智能服裝、手表也能延長電池壽命并增加功能。

在南華大學電氣工程學院特聘教授劉暢眼中，這一切都不是遙遠的夢想。他的課題組與合作者提出了一種基于二甲雙胍的界面優(yōu)化策略，可以有效提升柔性鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性。

劉暢(中)正在指導學生。受訪者供圖

作為一種新興的太陽能電池技術(shù)，鈣鈦礦太陽能電池具有高效率、便捷制備、靈活、可持續(xù)、低成本等多種優(yōu)勢。而且，鈣鈦礦材料可通過低溫溶液法成膜，制備柔性電池。

“鈣鈦礦太陽能電池是未來能源的希望，對實現(xiàn)雙碳目標具有深遠意義?！眲潮硎?，目前，鈣鈦礦太陽能電池在提高效率方面取得了很大進展，但其運行可靠性，特別是機械穩(wěn)定性不足，容易受到潮濕、光、熱和氧氣等環(huán)境因素的影響，可能導致性能下降或電池壽命減短。

“鈣鈦礦層的缺陷，特別是鈣鈦礦層的上界面和埋底界面的缺陷，會導致鈣鈦礦斷裂，極大地限制了柔性鈣鈦礦太陽能電池的性能?！眲辰榻B，基于此，其課題組在鈣鈦礦層的上界面和埋底界面，分別加入了一種能鈍化陽離子和陰離子缺陷的新型多功能有機鹽——鹽酸二甲雙胍來抑制缺陷。

研究結(jié)果表明，劉暢團隊制備的柔性鈣鈦礦太陽能電池性能得到顯著提高。剛性鈣鈦礦太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率為24.40%，柔性鈣鈦礦太陽能電池的效率為22.04%。同時，該器件在光照1000小時和彎曲10000次循環(huán)后，仍能保持90%和80%的初始效率，具有良好的運行穩(wěn)定性。

此前，劉暢以第一作者身份在國際權(quán)威期刊《Advanced Functional Materials》(《先進功能材料》)上，發(fā)表了相關(guān)原創(chuàng)性研究論文“Concurrent Top and Buried Surface Optimization for Flexible Perovskite Solar Cells with High Efficiency and Stability”(頂界面和埋底界面協(xié)同優(yōu)化制備高效柔性鈣鈦礦太陽能電池)。

“柔性鈣鈦礦太陽能電池發(fā)展前景廣闊，正在積極推進商業(yè)化?！眲潮硎荆S著技術(shù)的不斷改進和市場的擴大，柔性太陽能電池將更廣泛地應(yīng)用于日常生活中，有望成為未來可再生能源領(lǐng)域的重要組成部分，為可持續(xù)能源的發(fā)展作出貢獻。(完)