近日從南開大學(xué)獲悉，針對鈣鈦礦太陽能電池高溫工作條件下運行穩(wěn)定性差這一領(lǐng)域難題，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授袁明鑒帶領(lǐng)課題組開展高水平國際合作研究，成功制備出兼具高能量轉(zhuǎn)換效率與高運行穩(wěn)定性的鈣鈦礦太陽能電池器件。這標(biāo)志著新一代光伏技術(shù)取得重大突破。該研究成果于9月30日在《自然》(Nature)雜志發(fā)布。

鈣鈦礦太陽能電池是以鈣鈦礦型(ABX3型)晶體作為吸光層材料的電池。作為新一代太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池具有高效率、低成本、易制備等特點，不僅可以打破晶硅電池技術(shù)轉(zhuǎn)換效率的理論“天花板”，還可以降低光伏產(chǎn)業(yè)度電成本。

記者了解到，目前，高性能鈣鈦礦太陽能電池在制備過程中需要依賴氯化甲銨添加劑來穩(wěn)定物相并調(diào)控結(jié)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)而顯著降低電池在高溫工況下的運行穩(wěn)定性，成為制約高性能鈣鈦礦光伏商業(yè)化進(jìn)程的主要障礙。

針對這一難題，袁明鑒帶領(lǐng)研究團(tuán)隊首次揭示了甲脒銫組分鈣鈦礦太陽能電池器件性能低和高溫工況穩(wěn)定性不足的關(guān)鍵因素，并基于此發(fā)展了一種具有更高熱穩(wěn)定性的合金鈣鈦礦制備策略，徹底解決了甲脒銫組分鈣鈦礦薄膜組分不均一的問題。利用該策略制備的鈣鈦礦太陽能電池器件，展現(xiàn)出世界一流的能量轉(zhuǎn)換效率與高溫工況穩(wěn)定性。

“此項研究不僅為鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性提升奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，也為光伏技術(shù)的進(jìn)一步實用化和商業(yè)化開辟了廣闊前景，對推動全球能源結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型具有深遠(yuǎn)意義。”袁明鑒說。

(關(guān)鍵字：太陽能)