近日消息,香港科技大学工学院的一项创新研究引起了科学界的广泛关注,研究团队成功设计出一种创新的手性界面微结构,应用于钙钛矿太阳能电池中,这一突破性进展极大增强了电池的可靠性和光电转换效率,为可再生能源领域带来了革新性的贡献。
该研究成果已在国际顶级学术期刊《科学》上发表,彰显了中国在新能源材料研究方面的前沿地位。
钙钛矿太阳能电池是一种以钙钛矿结构化合物作为吸光材料的新型薄膜太阳能电池。这种薄膜太阳能电池生产成本低,制造工艺简单。有别于传统矽太阳能电池,钙钛矿太阳能电池无需昂贵的高温、高真空制造工艺,可采用高通量溶液印刷工艺制成。
但要实现钙钛矿电池的最终商业化,依然有一些技术障碍,当中以其在户外环境场景下长期运行的耐久性问题尤为明显。研究团队从天然手性材料的机械强度中获得灵感,在钙钛矿太阳能电池中独创性地构建了手性结构界面,极大地提高了器件耐久性。
研究团队在钙钛矿吸光层和电子传输层之间嵌插了一层基于 R-/S-甲基苄基铵的手性结构中间层,构建了一个坚固且具有弹性的异质界面。经封装的太阳能电池在国际电工委员会(IEC)61215 太阳能电池标准下,经过 200 次在 -40°C 和 85°C 之间的循环,合共 1200 小时的测试后,仍保留了 92% 的初始转换效率。
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