- 瑞晨互联
- 2024-10-14
- 瑞晨互联
新型钙钛矿-有机叠层太阳能电池实现创纪录效率，展现便携式能源应用潜力
中国科学院化学研究所的国际科学家团队近日开发了一种高效的下一代太阳能电池——钙钛矿-有机叠层太阳能电池。该电池通过结合宽带隙钙钛矿材料和窄带隙有机活性层，实现了高达26.4%的光电转换效率，这一成绩超越了目前其他同类太阳能电池的记录。
技术突破
据研究团队成员李永舫介绍，这种新型电池利用宽带隙钙钛矿材料来捕获短波长阳光，并使用窄带隙有机活性层来吸收近红外长波长太阳光线。这种组合不仅拓宽了可利用的太阳光谱范围，还显著提升了能量转换效率。
便携式能源应用潜力
钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池因其易于制备、轻巧结构以及灵活制造器件的潜力，被认为是下一代太阳能技术的重要组成部分。这些特性使得它们在便携式能源、建筑一体化光伏（BIPV）和室内光伏等领域具有巨大的应用潜力。特别是，钙钛矿/有机叠层太阳能电池（TSCs）因其高稳定性和高功率转换效率而备受青睐。
进一步的研究进展
华中科技大学的研究团队也取得了重要进展，他们开发的全钙钛矿叠层太阳能电池达到了28.49%的功率转换效率，再次刷新了记录。
异构盐钝化策略
为了减少由宽带隙钙钛矿/C60界面复合引起的电压损失，研究人员提出了一种新的表面钝化方法，即使用异构二铵盐进行处理。具体而言，环己烷-1,4-二铵二碘化物 (CyDAI2) 被选为钝化剂，它存在两种异构形式：顺式-CyDAI2 和反式-CyDAI2。这两种异构体的铵基分别位于环己烷环的同一侧或相对侧。
研究表明，顺式 CyDAI2 由于其分子刚性，能够维持强偶极矩，从而更有效地钝化3D钙钛矿薄膜表面。通过比较两种异构体对宽带隙钙钛矿薄膜的影响，研究人员发现顺式 CyDAI2 在减少界面复合、增加开路电压和提高器件稳定性方面表现更佳。
结论
这项研究不仅展示了钙钛矿-有机叠层太阳能电池在提高光电转换效率方面的巨大潜力，还提供了新的表面钝化策略，以进一步优化电池性能。随着技术的不断进步，钙钛矿-有机叠层太阳能电池有望在未来成为高效、稳定的太阳能解决方案，推动清洁能源的发展。
