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記者近日從南開大學獲悉，針對鈣鈦礦太陽能電池高溫工作條件下運行穩定性差這一領域難題，南開大學化學學院教授袁明鑒帶領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換效率與高運行穩定性的鈣鈦礦太陽能電池器件。這標志著新一代光伏技術取得重大突破。該研究成果于9月30日在《自然》(Nature)雜志發布。
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轉換效率的理論“天花板”，還可以降低光伏產業度電成本。
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定物相并調控結晶。然而，這種添加劑在高溫條件下極易分解，引發鈣鈦礦薄膜化學組分失衡，進而顯著降低電池在高溫工況下的運行穩定性，成為制約高性能鈣鈦礦光伏商業化進程的主要障礙。
針對這一難題，袁明鑒帶領研究團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定性不足的關鍵因素，并基于此發展了一種具有更高熱穩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，展現出世界一流的能量轉換效率與高溫工況穩定性。
“此項研究不僅為鈣鈦礦太陽能電池的穩定性提升奠定了堅實的技術基礎，也為光伏技術的進一步實用化和商業化開辟了廣闊前景，對推動全球能源結構的綠色轉型具有深遠意義。”袁明鑒說。
作者：張維佳 來源：中國電子報、電子信息產業網
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