钙钛矿太阳能电池组件的稳定性问题如何通过新制造技术得到改善?_百度...
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发布时间：2024-07-07 08:09
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时间：2024-08-03 20:06
突破性进展！科学家们成功研发出更大尺寸、高效稳定的钙钛矿太阳能电池组件
冲绳科技大学(OIST)的研究团队在“先进能源材料”杂志上揭示了他们的创新成果——采用新型缺陷控制技术，打造出具有卓越稳定性和效率的钙钛矿太阳能电池组件。这款下一代能源解决方案在短短十年间，效率从3.8%飞跃至25.5%，展现出无限潜力。
钙钛矿作为最具前景的太阳能材料之一，其成本低廉且拥有柔性特性，为多功能应用打开了大门。然而，商业化的道路上，稳定性问题和规模化生产挑战依然存在。OIST能源材料与表面科学系的博士后郭国庆揭示：“钙钛矿材料易碎且易分解，这令大规模电池组件的持久高效成为难题。”
钙钛矿电池的核心结构包括钙钛矿层、传输层和电极。在新研发中，通过加入氯化铵，研究团队成功减少了钙钛矿膜中的晶粒数量，使尺寸显著增大，从而降低晶界对电荷传输的影响。这不仅提升了效率，还对抗了湿度和氧气引发的降解，延长了设备寿命。
尽管挑战重重，研究人员已制造出5 x 5 cm²和10 x 10 cm²的模块，其厚度是传统实验室标准的两倍。关键在于，他们成功克服了溶解和结晶难题，通过氯化铵优化了溶液，制造出杂质更少、晶粒更大、缺陷更少的钙钛矿层。
令人振奋的是，这些大型组件的性能表现优异。5 x 5 cm²组件的效率达到了14.55%，比未使用氯化铵技术的组件高出1.5%，且在两个月内工作1600小时，超过预期效率的80%。而10 x 10 cm²组件保持高效率的时间超过1100小时，标志着钙钛矿组件寿命测量的一个新里程碑。
这一创新不仅标志着实验室尺寸向商业规模的迈进，也为未来的15 x 15 cm²组件研发奠定了基础。郭国庆博士表示：“虽然从1.5 x 1.5 cm²到10 x 10 cm²的跨越并非易事，但团队充满信心面对更大的挑战。”
OIST技术开发和创新中心的概念验证计划为这项突破性工作提供了支持，预示着钙钛矿太阳能电池组件的商业化前景一片光明。随着技术的不断优化，我们有理由期待更加高效、稳定的太阳能解决方案的诞生。
