太阳能电池领域,钙钛矿材料有望与目前市场冠军晶体硅竞争,转换效率从十年前4%提高到24%以上,只可惜钙钛矿稳定性是致命缺点,如今中国科学家开发出新型杂化钙钛矿太阳能电池,有非常好效率表现,同时还有长寿优势。

几十年来晶体硅一直是太阳能电池的首选材料,但效率非常接近30%理论效率上限,长江后浪推前浪,钙钛矿过去15年成为有前途的挑战者,转换效率迅速接近硅,同时更便宜、更轻质、更灵活。

但钙钛矿暴露自然后很容易损坏,往往会迅速分解,对设计成每天暴露阳光直射的产品来说,当然是大缺点,故来科学家努力寻找稳定材料与配方,又或延长钙钛矿太阳能电池使用寿命的方法。

中国浙江大学科学家开发出坚固的新型钙钛矿太阳能,采高熵杂化钙钛矿(HEHP)结构,结合有序无机层和无序有机层,增强电池对水和热的抵抗力。最终以氧化铟锡(ITO)基板、氧化锡(SnO2)电子传输层、钙钛矿吸收层、Spiro-OMeTAD电洞传输层和银接点组合完整倒置钙钛矿太阳能电池,转换效率高达25.7%,表现优异。

耐久性测试,新型钙钛矿太阳能电池光照千小时后仍保持98%初始效率,团队计算五千多小时依然可遵循相同轨迹。

团队表示,特殊钙钛矿材料适用各种电池架构,若与其他保护涂层和耐久添加剂搭配,又能延长电池寿命,消除钙钛矿太阳能电池的绊脚石。

(首图来源:浙江大学)