日前，深圳理工大學材料科學與能源工程學院副教授白楊聯(lián)合云南大學教授張文華、香港理工大學助理教授楊光，在國際頂刊《先進材料》Advanced Materials上發(fā)表最新成果，創(chuàng)新性地引入新型配體鹽酸丙二脒（MAMCl），成功攻克了寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池效率與穩(wěn)定性的核心難題，推動全鈣鈦礦疊層電池效率突破至29.0%（認證值為28.06%），為新一代光伏技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。
太陽能電池是一種利用太陽能發(fā)電的裝置。其中，全鈣鈦礦疊層太陽能電池被視為光伏領(lǐng)域的下一代核心技術(shù)，但在應(yīng)用中，其電池開路電壓與使用壽命始終得不到保證。業(yè)界嘗試了多種改良方案，期待能找到同步解決取向、應(yīng)變、電荷傳輸三大問題的一體化方案。
面對挑戰(zhàn)，研究團隊獨辟蹊徑，從分子設(shè)計源頭出發(fā)，提出“雙齒錨定”創(chuàng)新思路，成功篩選出新型配體MAMCl，其獨特分子結(jié)構(gòu)通過短碳鏈連接酰胺與脒端基，與鈣鈦礦中的鉛離子表現(xiàn)出強大的結(jié)合親和力。在器件性能測試中，當其集成到疊層器件中時，可獲得高達29.0%的效率，這意味著它能把更多的陽光變成電能；且封裝后的疊層電池在連續(xù)光照和最大功率點跟蹤下，運行700小時后仍保持93%以上的初始效率，1320小時后效率維持率超過80%，遠超行業(yè)平均水平，其性能與穩(wěn)定性均彰顯出巨大的商業(yè)化價值——該成果不僅攻克了寬帶隙鈣鈦礦“取向調(diào)控與應(yīng)變緩解難以協(xié)同”的國際難題，更提出全新的“雙齒配體協(xié)同調(diào)控”策略，打破了傳統(tǒng)添加劑的性能桎梏，為高效、穩(wěn)定鈣鈦礦光伏器件研發(fā)提供了全新設(shè)計范式。
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