河南
據近日消息，《科學》在線刊發武漢大學王植平教授課題組的最新研究成果。團隊研發的原子尺度界面鍵合技術，成功攻克鈣鈦礦太陽能電池效率與穩定性難以協同提升的行業難題。
其制備的電池高溫工作壽命較對照器件提升25倍，為該技術產業化應用奠定關鍵基礎。
鈣鈦礦太陽能電池是光伏領域的研究熱點，但現有產品依賴的有機分子層修飾方式，在光照和高溫環境下易衰減，電荷傳輸界面的不穩定性始終制約其實際應用。
針對這一痛點，課題組創新采用原子層沉積工藝，在電池關鍵界面引入可調控的氧化鉿中間層，分別在空穴和電子傳輸層構建穩定的鍵合結構，從原子尺度同步解決界面穩定性問題。
在空穴傳輸層，退火后的氧化鉿層形成強配位結構，提升界面熱穩定性；電子傳輸層的氧化鉿層則錨定鈍化分子、阻斷離子遷移，從源頭延緩器件性能衰退。
基于該技術的p-i-n型鈣鈦礦太陽能電池，功率轉換效率達27.1%，第三方認證效率26.6%，在85℃、持續1倍太陽光照的嚴苛條件下運行超5000小時，仍能保持初始效率的90%以上。
該研究還揭示了無機氧化物中間層的多重協同穩定機制，且所采用的制備工藝與大面積生產高度兼容。這項成果得到國家自然科學基金等項目支持。
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