新一代光伏技術(shù)取得突破

針對鈣鈦礦太陽(yáng)能電池高溫工作條件下運行穩定性差這一領(lǐng)域難題，南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院袁明鑒教授帶領(lǐng)課題組開(kāi)展高水平國際合作研究，成功制備出兼具高能量轉換效率與高運行穩定性的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件，標志著(zhù)新一代光伏技術(shù)取得重大突破。

9月30日晚,《自然》雜志以“兼具高效熱穩定性的甲脒銫組分鈣鈦礦太陽(yáng)能電池”為題，發(fā)表了這項研究成果。

鈣鈦礦是一類(lèi)具有獨特晶體結構的材料，廣泛應用于新型太陽(yáng)能電池等半導體器件。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池作為第三代光伏技術(shù)，其獨特的柔性兼容性與大面積制備潛力，為光伏、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車(chē)乃至航天航空等領(lǐng)域帶來(lái)前所未有的機遇?？蛇@種新型太陽(yáng)能電池的穩定性一直是限制其大規模商業(yè)應用的關(guān)鍵因素。鈣鈦礦材料作為電池的吸光層，其穩定性受外界環(huán)境因素影響顯著(zhù)。目前，高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在制備過(guò)程中往往需要依賴(lài)易揮發(fā)的有機胺鹽添加劑來(lái)穩定物相并調控結晶。然而，這種添加劑在高溫條件下極易分解，引發(fā)鈣鈦礦薄膜化學(xué)組分失衡，進(jìn)而顯著(zhù)降低電池在高溫工況下的運行穩定性。

針對這一難題，袁明鑒帶領(lǐng)研究團隊結合理論預測，發(fā)展了一種具有更高熱穩定性的合金鈣鈦礦制備策略，該策略徹底解決甲脒銫組分鈣鈦礦薄膜組分不均一的問(wèn)題。利用該策略制備的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件，展現出世界一流的能量轉換效率與高溫工況穩定性。

“此項研究不僅為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩定性提升奠定了堅實(shí)的技術(shù)基礎，也為光伏技術(shù)的進(jìn)一步實(shí)用化和商業(yè)化開(kāi)辟了廣闊前景，對推動(dòng)全球能源結構的綠色轉型具有深遠意義。”袁明鑒說(shuō)。

袁明鑒表示，目前研究團隊正通過(guò)校企合作，積極推進(jìn)符合產(chǎn)業(yè)化需求的高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池模組的研發(fā)，力求盡快推動(dòng)研究成果的實(shí)際應用與產(chǎn)業(yè)化落地。