主題：穿“超級鎧甲”鈣鈦礦電池效能躍升


2025年04月15日 07:58 來源： 科技日報

　　給鈣鈦礦太陽能電池穿上“超級鎧甲”，讓電子傳輸?shù)酶€(wěn)定更高效。4月13日，記者從福建農(nóng)林大學(xué)獲悉，該校材料工程學(xué)院綠色光電器件與儲能電池團(tuán)隊青年教師林智超與西安交通大學(xué)梁超、河南大學(xué)李萌等團(tuán)隊合作，將內(nèi)嵌金屬富勒烯與聚合物相結(jié)合，在破解鈣鈦礦太陽能電池能量轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性難題方面取得重要突破。相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊《自然》上。

　　鈣鈦礦太陽能電池作為一種新型光伏器件，具有與傳統(tǒng)硅太陽能電池相媲美的性能和巨大的成本優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于光伏發(fā)電、柔性電子等領(lǐng)域。

　　林智超介紹，目前常用防水聚合物作為鈣鈦礦太陽能電池封裝界面層，以阻擋水和氧氣對鈣鈦礦層的侵蝕，抑制離子擴(kuò)散，提高其長期工作穩(wěn)定性。然而，當(dāng)聚合物層過厚時，會存在電子屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)致鈣鈦礦太陽能電池性能損失，難以同時兼顧工作穩(wěn)定和高效。

　　富勒烯作為一種碳的同素異形體，具有高效電子傳導(dǎo)特性?！霸撗芯肯喈?dāng)于給鈣鈦礦太陽能電池穿上了一件名為‘富勒烯—聚合物偶聯(lián)層’的‘超級鎧甲’，在它里面織著足球狀的‘富勒烯’這一神奇材料，從而實現(xiàn)電子的高效傳導(dǎo)?！绷种浅f，同時，研究團(tuán)隊還在富勒烯材料里內(nèi)嵌了金屬釹，就像裝了個“電動馬達(dá)”，使電子傳輸更快更穩(wěn)。

　　實驗數(shù)據(jù)顯示，穿上這件“超級鎧甲”的鈣鈦礦太陽能電池，能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)26.78%，相較于此前的報道有顯著提升，十分接近目前商業(yè)化硅太陽能電池的最高效率27.81%，然而其生產(chǎn)成本卻僅為硅太陽能電池的一半左右，彰顯了這一綠色新能源技術(shù)的巨大應(yīng)用前景。

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