国际合作研究破解钙钛矿稳定性难题 成果登上《科学》主刊

作者:刘岍琳摄影: 视频: 来源:新闻文化网发布时间:2020-10-22

本报讯  信息科学与工程学院詹义强、郑立荣和瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)Anders Hagfeldt、Michael Graetzel团队合作,制备出了光电转换效率大于23%的高效稳定太阳能电池。10月2日,相关研究以《气氛辅助制备高效高稳定黑相甲脒铅碘钙钛矿太阳能电池》为题在线发表于《科学》。论文链接:https://science.sciencemag.org/content/370/6512/eabb8985

太阳能光伏电池用于把太阳能直接转化为电能。19世纪发现光照射到材料上所引起的“光电转换”效应,促生了太阳能电池。1973年的石油危机促使太阳能电池的应用开始推广到民生用途。在美国、日本和以色列等国家,太阳能电池商业化进程被快速推进。在我国,太阳能发电产业亦得到政府的大力鼓励和资助。

但太阳能电池应用于消费性商品,目前成本问题较为突出,制备廉价高效稳定太阳能电池成了国际热门难题。金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能和低温制备工艺得到了广泛关注,制成的光伏电池具有宽光谱吸收、可柔性化、高质量比功率、生产过程低能耗等特点。在过去10年内,基于钙钛矿的太阳能电池,其功率转换效率也从起初的3.8%上升到近来的25%以上。

合作团队借助分子动力学模拟,首次厘清了SCN-离子的作用机制。所制备太阳能电池展现出卓越的空气稳定性,热稳定性与最大输出功率点稳定性。该项突破为钙钛矿材料在高效轻质光伏电池、新型LED和其它光电器件系统等应用奠定了基础,对太阳能清洁能源的泛在利用、新型柔性大面积光电器件与系统、智能机器人自主供电等具有重要意义。

论文第一作者卢海洲2016年进入信息学院博士后流动站,现为EPFL博士后。信息学院詹义强、郑立荣和瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)Anders Hagfeldt、Michael Graetzel为论文的共同通讯作者。 


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