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昆明理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)近日宣布，在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重大突破，成功開發(fā)出一種新型晶界穩(wěn)定技術(shù)，有效解決了長期制約該技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用的效率衰減與穩(wěn)定性不足問題。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《先進(jìn)材料》，為高效太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提供了關(guān)鍵支撐。 鈣鈦礦太陽能電池因其低成本、高光電轉(zhuǎn)換效率的顯著優(yōu)勢(shì)，被視為下一代光伏技術(shù)的核心方向。然而，電池內(nèi)部殘留的碘化鉛易導(dǎo)致晶界結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，長期使用后效率大幅衰減，成為其走向?qū)嶋H應(yīng)用的主要障礙。針對(duì)這一難題，昆明理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出解決方案：在鈣鈦礦前驅(qū)液中引入一種含碘有機(jī)分子，使其與殘留碘化鉛原位反應(yīng)，生成具有六邊形層狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定化合物。該化合物不僅能高效鈍化晶界缺陷，還可抑制離子遷移和相分離，顯著提升電池的電荷傳輸能力。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，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(dá)到24.12%，而1.53電子伏特電池的效率更提升至26.84%，均處于當(dāng)前國際同類研究的最高水平。在穩(wěn)定性測(cè)試中，新型電池表現(xiàn)尤為突出：在最大功率點(diǎn)持續(xù)運(yùn)行1000小時(shí)后，效率仍保持初始值的94%；經(jīng)過85℃高溫老化500小時(shí)，效率留存率高達(dá)90%，遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平。這一突破性進(jìn)展為鈣鈦礦電池在復(fù)雜環(huán)境下的長期應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，該技術(shù)通過精準(zhǔn)調(diào)控晶界結(jié)構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了效率提升與壽命延長，其普適性已得到驗(yàn)證。此前，團(tuán)隊(duì)還基于杯芳烴超分子策略開發(fā)出離子遷移抑制方案，使鈣鈦礦電池在極端條件下保持高效穩(wěn)定，相關(guān)成果同樣發(fā)表于《先進(jìn)材料》。此次新型晶界穩(wěn)定技術(shù)的突破，進(jìn)一步鞏固了昆明理工大學(xué)在鈣鈦礦光伏領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。 業(yè)內(nèi)專家指出，該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將加速鈣鈦礦太陽能電池從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，為全球清潔能源轉(zhuǎn)型提供更高效、更可靠的解決方案。目前，研究已獲多項(xiàng)國家及地方科研項(xiàng)目支持，團(tuán)隊(duì)正推動(dòng)技術(shù)向規(guī)模化生產(chǎn)邁進(jìn)。 |
