中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的研究團(tuán)隊(duì)，在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)由研究員葛子義和劉暢領(lǐng)銜，他們?cè)谏钊胙芯康幕A(chǔ)上，成功解決了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件中I?遷移的難題，顯著提升了電池的運(yùn)行穩(wěn)定性。
研究團(tuán)隊(duì)巧妙地引入了2,1,3-苯并噻二唑和5,6-二氟-4,7-雙取代基團(tuán)到鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中。這一創(chuàng)新方法利用了未雜化的p軌道與I?孤對(duì)電子之間的強(qiáng)配位作用，有效抑制了MAI/FAI的去質(zhì)子化過程，以及隨后可能發(fā)生的I?向I?的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，氟原子因其高度電負(fù)性，增強(qiáng)了與I?之間的靜電相互作用，進(jìn)一步穩(wěn)固了電池結(jié)構(gòu)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通過這種策略，BT2F-2B的協(xié)同作用不僅抑制了鈣鈦礦的分解，還顯著降低了碘空位缺陷密度。這一改進(jìn)使得反式單結(jié)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）一舉突破了26%的大關(guān)，并且在穩(wěn)定性測(cè)試中表現(xiàn)出色。
根據(jù)ISOS-L-3測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過1000小時(shí)的老化測(cè)試后，經(jīng)過處理的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池仍能保持其原始PCE的85%，這一成績(jī)無(wú)疑是對(duì)其穩(wěn)定性的有力證明。更令人振奮的是，當(dāng)BT2F-2B被應(yīng)用于寬帶隙鈣鈦礦系統(tǒng)時(shí)，全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池的PCE更是達(dá)到了27.8%，這一成果不僅驗(yàn)證了該策略的普遍適用性，也為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的未來(lái)應(yīng)用開辟了更廣闊的空間。
研究團(tuán)隊(duì)表示，他們將繼續(xù)深化對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究，探索更多創(chuàng)新方法，以進(jìn)一步提升電池的性能和穩(wěn)定性，為推動(dòng)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
他們還計(jì)劃將這一研究成果應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，通過技術(shù)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，讓更多人受益于高效、穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)。
這一突破性進(jìn)展不僅展示了中國(guó)科學(xué)家在新能源技術(shù)領(lǐng)域的卓越實(shí)力，也為全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)提供了有力支持。
