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學者提出界面優(yōu)化策略 柔性鈣鈦礦太陽能電池更高效穩(wěn)定

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2023-09-27 10:03:59
隨著柔性鈣鈦礦太陽能電池商業(yè)化,這種可適應多種曲面的電池將能整合到建筑表面、可穿戴設備、戶外裝備中。屆時,房屋會成為自用發(fā)電廠,帳篷、背包可提供緊急電源,智能服裝、手表也能延長電池壽命并增加功能。

在南華大學電氣工程學院特聘教授劉暢眼中,這一切都不是遙遠的夢想。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能電池的效率和穩(wěn)定性。

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

“鈣鈦礦太陽能電池是未來能源的希望,對實現(xiàn)雙碳目標具有深遠意義。”劉暢表示,目前,鈣鈦礦太陽能電池在提高效率方面取得了很大進展,但其運行可靠性,特別是機械穩(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,會導致鈣鈦礦斷裂,極大地限制了柔性鈣鈦礦太陽能電池的性能。”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離子和陰離子缺陷的新型多功能有機鹽——鹽酸二甲雙胍來抑制缺陷。

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

此前,劉暢以第一作者身份在國際權威期刊《Advanced Functional Materials》(《先進功能材料》)上,發(fā)表了相關原創(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能電池)。

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

來源:中國新聞網(wǎng)

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