學(xué)者提出界面優(yōu)化策略柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池更高效穩(wěn)定

2023-09-27 08:35 作者：鄧霞中國(guó)新聞網(wǎng) 責(zé)任編輯：吳靜

中新網(wǎng)衡陽(yáng)9月26日電 (記者鄧霞)隨著柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池商業(yè)化，這種可適應(yīng)多種曲面的電池將能整合到建筑表面、可穿戴設(shè)備、戶外裝備中。屆時(shí)，房屋會(huì)成為自用發(fā)電廠，帳篷、背包可提供緊急電源，智能服裝、手表也能延長(zhǎng)電池壽命并增加功能。

在南華大學(xué)電氣工程學(xué)院特聘教授劉暢眼中，這一切都不是遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想。他的課題組與合作者提出了一種基于二甲雙胍的界面優(yōu)化策略，可以有效提升柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率和穩(wěn)定性。

作為一種新興的太陽(yáng)能電池技術(shù)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有高效率、便捷制備、靈活、可持續(xù)、低成本等多種優(yōu)勢(shì)。而且，鈣鈦礦材料可通過(guò)低溫溶液法成膜，制備柔性電池。

“鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是未來(lái)能源的希望，對(duì)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)具有深遠(yuǎn)意義。”劉暢表示，目前，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在提高效率方面取得了很大進(jìn)展，但其運(yùn)行可靠性，特別是機(jī)械穩(wěn)定性不足，容易受到潮濕、光、熱和氧氣等環(huán)境因素的影響，可能導(dǎo)致性能下降或電池壽命減短。

“鈣鈦礦層的缺陷，特別是鈣鈦礦層的上界面和埋底界面的缺陷，會(huì)導(dǎo)致鈣鈦礦斷裂，極大地限制了柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能。”劉暢介紹，基于此，其課題組在鈣鈦礦層的上界面和埋底界面，分別加入了一種能鈍化陽(yáng)離子和陰離子缺陷的新型多功能有機(jī)鹽——鹽酸二甲雙胍來(lái)抑制缺陷。

研究結(jié)果表明，劉暢團(tuán)隊(duì)制備的柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能得到顯著提高。剛性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率為24.40%，柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率為22.04%。同時(shí)，該器件在光照1000小時(shí)和彎曲10000次循環(huán)后，仍能保持90%和80%的初始效率，具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性。

此前，劉暢以第一作者身份在國(guó)際權(quán)威期刊《Advanced Functional Materials》(《先進(jìn)功能材料》)上，發(fā)表了相關(guān)原創(chuàng)性研究論文“Concurrent Top and Buried Surface Optimization for Flexible Perovskite Solar Cells with High Efficiency and Stability”(頂界面和埋底界面協(xié)同優(yōu)化制備高效柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池)。

“柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池發(fā)展前景廣闊，正在積極推進(jìn)商業(yè)化。”劉暢表示，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)和市場(chǎng)的擴(kuò)大，柔性太陽(yáng)能電池將更廣泛地應(yīng)用于日常生活中，有望成為未來(lái)可再生能源領(lǐng)域的重要組成部分，為可持續(xù)能源的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。(完)

關(guān)鍵詞：鈣鈦礦,太陽(yáng)能電池,界面,優(yōu)化策略,電池壽命

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