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浴日光能鈣鈦礦
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[交流]
具有新型埋地界面的錫基鈣鈦礦太陽能電池創(chuàng)效率紀錄 已有1人參與
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復旦大學、南京理工大學、同濟大學、太原理工大學、東華大學和上海工程科技大學的研究人員通過設計高性能錫基鈣鈦礦太陽能電池（TPSCs）報告了無鉛鈣鈦礦光伏發(fā)展的里程碑。他們的工作表明，倒置 TPSCs 的功率轉換效率 （PCE） 達到創(chuàng)紀錄的 17.71%。 錫基鈣鈦礦吸收劑因其毒性較低、環(huán)境友好和理論效率高而被廣泛認為是鉛基鈣鈦礦吸收材料的有前途的替代品。然而，由于界面接觸不良、空穴提取不理想以及 Sn²⁺ 容易氧化引起的不穩(wěn)定性，阻礙了該領域的進展。為了應對這些挑戰(zhàn)，研究團隊設計了一種分子界面改性劑，(E)-(2-(4',5'-bis(4-(bis(4-methoxyphenyl)amino)phenyl)-[2,2'-bithiophen]-5-yl)-1-cyanovinyl)phosphonic acid（磷酸），以提高倒置結構TPSCs內的界面和薄膜質量。 這種基于磷酸的分子膜形成均勻的埋入界面，具有與相鄰空穴傳輸層的優(yōu)化能級排列。由此產生的界面改性顯著增強了空穴提取和載流子復合動力學。同時，它誘導了一種超潤濕表面形貌，促進了致密、均勻和缺陷抑制的錫基鈣鈦礦薄膜的形成。這種對界面能量學和薄膜結晶度的協(xié)同控制可實現卓越的電子耦合并降低非輻射復合損耗。 優(yōu)化后的器件實現了17.89%的小面積PCE（認證為17.71%），是倒置TPSCs中報告效率最高的。此外，封裝器件表現出卓越的運行穩(wěn)定性，在環(huán)境貨架存儲 1,344 小時后仍保持其初始效率的 95% 以上，在 標準光照條件下連續(xù)照明 1,550 小時后仍保持 94% 以上的初始效率。有效面積為 1 平方厘米的微型器件可提供 14.40% 的 PCE，強調了該方法在實際部署方面的可擴展性。 根據作者的說法，分子工程方法“為真正的綠色和可持續(xù)太陽能技術提供了一條途徑”，因為錫結合了低毒性、豐度和出色的加工性能。該研究強調了將無鉛鈣鈦礦薄膜集成到適用于建筑一體化光伏（BIPV）、可穿戴電子產品、車集成太陽能電池板和離網可再生能源系統(tǒng)的大面積、低成本組件中的可行性。 通過調整界面設計原理和穩(wěn)定錫基吸收器，這項工作代表著環(huán)保鈣鈦礦光伏商業(yè)化邁出了一步，彌合了實驗室成功與可擴展的綠色能源解決方案之間的差距。 |
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2樓2025-11-18 00:50:28
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