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我国科学家提升钙钛矿太阳能电池稳定性,光电转换效率突破26%

   时间:2024-12-31 10:50:11 来源:ITBEAR编辑:快讯团队 发表评论无障碍通道

近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所传来一项突破性的科研成果。研究团队成功抑制了钙钛矿太阳能电池中碘离子的迁移问题,显著提升了这类电池的稳定性,同时实现了光电转换效率的新高度。

钙钛矿太阳能电池(PSCs)以其高效率著称,但长期以来,稳定性不足一直是制约其商业化应用的关键因素。碘离子(I⁻)在光照和热效应作用下的迁移和转化,是导致电池性能下降的主要原因。这一难题一直困扰着科研界。

宁波材料所的葛子义研究员和刘畅研究员领导的研究团队,经过不懈努力,找到了一种创新的解决方案。他们在钙钛矿前驱体溶液中引入了一种名为BT2F-2B的化合物。这种化合物独特的结构能够与碘离子产生强烈的配位作用,有效抑制了碘离子的迁移和转化,从而减少了碘空位缺陷,提高了电池的稳定性。

实验结果表明,采用这种方法制备的反式单结钙钛矿太阳能电池,光电转换效率(PCE)超过了26%,这是一个令人瞩目的成就。更为重要的是,在高温(85℃)和高湿(50%相对湿度)条件下,经过长达1000小时的老化测试,电池仍然能够保持85%的初始效率。这一数据充分证明了研究团队所提出策略的有效性和实用性。

研究团队还进一步探索了BT2F-2B化合物在宽带隙钙钛矿系统中的应用。当将其应用于1.77 eV宽带隙钙钛矿系统时,全钙钛矿串联太阳能电池的光电转换效率达到了27.8%。这一结果不仅证实了所提出策略的普遍性,也为钙钛矿太阳能电池的未来应用开辟了新的道路。

相关研究成果已在国际知名学术期刊《先进材料》(Advanced Materials)上发表。这一成果的取得,离不开国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。研究团队的这一创新成果,无疑为钙钛矿太阳能电池领域的发展注入了新的活力。

研究团队还展示了钙钛矿吸附BT2F-2B后的电子密度分布图,以及反式钙钛矿太阳能电池器件效率的数据。这些数据进一步验证了研究团队所提出策略的可靠性和有效性。

宁波材料所的这一研究成果,不仅为钙钛矿太阳能电池领域带来了新的突破,也为推动这一领域的商业化应用提供了有力的支持。随着研究的深入和技术的不断成熟,相信钙钛矿太阳能电池将在未来发挥更加重要的作用。

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