中山大学科研团队实现钙钛矿太阳能电池重大突破
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近日,由中山大学柔性电子学院黄维院士、秦天石教授领衔的科研团队,在钙钛矿太阳能电池领域取得重大突破,其研究成果不仅深度剖析了该电池在真实昼夜循环运行时的失效核心原因,还创新性地开发出无锂掺杂新技术,为钙钛矿电池的产业化进程注入强大动力。
在太阳能电池领域,相对于传统的晶硅电池,新兴的钙钛矿电池具有转化效率高、低成本、柔性与轻量化等优势,是极具应用前景的新型光伏技术,对解决能源与环境问题具有重要意义。近年来,我国钙钛矿太阳能电池的性能取得了显著突破,其能量转换效率已突破26%,但长期稳定性,尤其是在真实户外环境下的耐久性,是其走向商业化、满足实际使用需求的一大障碍。
由科学家黄维领衔的科研团队采用飞行时间二次离子质谱与聚焦离子束-扫描电镜联用技术,清晰观测到锂离子从空穴传输层向钙钛矿层迁移,并被还原为金属锂。这一过程会诱发钙钛矿吸光层从高性能的α相向非光活性的δ相发生转变,从而导致电池性能的快速衰减。基于此,团队提出了创新的解决方案:设计并合成了一种新型无锂掺杂剂替代传统的锂盐作为空穴传输层的掺杂剂。不仅电荷提取能力增强,更在模拟真实环境的光暗交替和电压开关循环中展现出显著优势,标志着该技术在面向实际应用的稳定性方面取得了重大突破。
该研究首次从离子迁移与电化学还原的角度揭示了PSCs在日夜间歇运行条件下的失效机制,为构建高效率、高运行稳定性的钙钛矿太阳能电池提供了创新的材料策略与设计思路。

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