英國曼徹斯特大學科研團隊設計出一種小分子脒配體,宛如“分子膠水”,可將鈣鈦礦晶體結構牢牢黏合,從而提升鈣鈦礦太陽能電池的性能特別是穩(wěn)定性,為突破該技術規(guī)?;瘧玫年P鍵瓶頸帶來新希望。相關成果發(fā)表于新一期《科學》雜志。
借助這一創(chuàng)新策略,團隊研制出的鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率高達25.4%。在85℃全日照條件下持續(xù)運行1100小時后,電池效率仍保持初始值的95%以上,展現出卓越的光熱穩(wěn)定性。
鈣鈦礦材料素有“下一代光伏明星”之稱,被視為傳統(tǒng)硅基太陽能電池的有力競爭者,其成本更低、重量更輕、柔性更強。然而,鈣鈦礦材料長期穩(wěn)定性差、易在高溫或光照下退化,成為制約其產業(yè)化的核心難題。
在最新研究中,團隊通過精細調控覆蓋在鈣鈦礦表面的分子層,巧妙引入特制的脒配體“分子膠水”,構建起高度有序的保護界面。這層結構不僅致密平滑,還能有效抑制缺陷生成,促進電荷高效傳輸,同時阻隔外界環(huán)境對材料的侵蝕。
團隊表示,這種“分子膠水”不僅能引導高質量鈣鈦礦薄膜的可控生長,更能大幅提升器件耐久性,有望破解鈣鈦礦電池走向大規(guī)模商用的主要難點問題。
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