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電子科技大學(xué)實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦/晶硅疊層電池效率破34%
2025年11月25日 08:55:41
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：5199
研究結(jié)果表明，采用這種新型交聯(lián)分子接觸層的鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池，不僅獲得了優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率，更在連續(xù)光照、高溫等苛刻的加速老化測試條件下，展現(xiàn)出遠(yuǎn)超傳統(tǒng)器件的長期運(yùn)行穩(wěn)定性。
電子科技大學(xué)集成電路科學(xué)與工程學(xué)院(示范性微電子學(xué)院)、電子薄膜與集成器件全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室微納電子材料與無源集成團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦晶體缺陷調(diào)控和新型空穴傳輸層設(shè)計(jì)等方向取得系列創(chuàng)新成果。
鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池被譽(yù)為未來光伏產(chǎn)業(yè)的技術(shù)制高點(diǎn)，它能突破傳統(tǒng)單晶硅電池的理論效率極限，實(shí)現(xiàn)更高的光電轉(zhuǎn)換效率。然而，該類電池的長期運(yùn)行穩(wěn)定性一直是制約其商業(yè)化應(yīng)用的“阿喀琉斯之踵”。其中，位于鈣鈦礦層與空穴傳輸層之間的界面，是影響器件性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵區(qū)域，界面處的電荷復(fù)合與材料降解是導(dǎo)致效率損失和壽命縮短的核心難題。
面對這一世界性挑戰(zhàn)，電子科技大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，從材料界面的分子工程層面入手，設(shè)計(jì)并開發(fā)了一種全新的“交聯(lián)分子接觸”層。該創(chuàng)新設(shè)計(jì)如同一座精心構(gòu)筑的“分子橋梁”，不僅能夠高效、選擇性地提取鈣鈦礦層中的空穴，極大地提升了電荷傳輸效率，更通過其獨(dú)特的交聯(lián)化學(xué)結(jié)構(gòu)，緊密地“錨定”在鈣鈦礦表面，有效鈍化了界面處的缺陷，顯著抑制了離子遷移和界面降解反應(yīng)。
研究結(jié)果表明，采用這種新型交聯(lián)分子接觸層的鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池，不僅獲得了優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率，更在連續(xù)光照、高溫等苛刻的加速老化測試條件下，展現(xiàn)出遠(yuǎn)超傳統(tǒng)器件的長期運(yùn)行穩(wěn)定性。這一突破性技術(shù)為解決鈣鈦礦基太陽能電池的穩(wěn)定性瓶頸提供了全新的、切實(shí)可行的解決方案，為推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。
同時(shí)，團(tuán)隊(duì)成功制備出光電轉(zhuǎn)換效率超過34%的鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池，在65℃高溫環(huán)境中連續(xù)工作1200小時(shí)后，效率仍保持初始值的96%以上。該研究為提升自組裝空穴傳輸層及鈣鈦礦/晶硅疊層太陽電池的穩(wěn)定性開辟了新途徑。
相關(guān)研究成果A cross-linked molecular contact for stable operation of perovskite/silicon tandem solar cells于近日在國際期刊《科學(xué)》(Science)上發(fā)表。
參考資料來源：中國科學(xué)報(bào)
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