(科學新知)「電子共振」結構的鈣鈦礦光伏電池 陳席元
筆者從蘇州大學獲悉,該校李耀文、陳先凱與東南大學張天愷等3名學者合作,提出「電子共振」策略,以解決柔性鈣鈦礦光伏電池效率不高、穩定性弱等難題。相關成果由國際學術期刊《自然》在線發表。
據論文共同通信作者之一的李耀文介紹,與質地堅硬的晶硅光伏電池板不同,鈣鈦礦光伏電池被認為是下一代光伏技術的重點研發方向。它具有輕、薄、柔的特點,應用場景廣泛,不僅可用作未來空間站、深空探測基地的理想能源器件,還能附著在衣物表面,甚至可以緊貼皮膚,實現「哪裡能曬太陽,哪裡就能發電」。
但目前,柔性鈣鈦礦光伏電池的自組裝單分子界面材料,在長時間高溫光照條件下容易脫附失效,成為限制這種電池壽命的主要因素之一。
團隊融合材料化學、界面物理、理論計算、器件工程等學科,歷經5年攻關,從分子內部電子結構出發,設計併合成了具有「電子共振」結構的自組裝單分子界面新材料。
「『電子共振』效應讓分子與柔性電極間實現了共價鍵合。」李耀文告訴筆者,團隊用這種新材料製備了樣品,經第三方權威機構認證,光電轉化效率達26.64%,在高溫下以最大功率點追蹤運行1080小時,效率仍維持在初始值的99%以上,多項穩定性測試結果達到國際標準。
《自然》審稿專家認為,單分子界面材料是一個熱門研究領域,以往不少研究關注其局部性能的優化,此次研究則聚焦界面材料與柔性電極間的脫附現象,提出了新的研究方向。
李耀文表示,團隊正籌備將此次研究成果轉入中試環節,加快推動鈣鈦礦光伏電池產業化。◇







