科學(xué)家利用多功能有機(jī)分子提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率

據(jù)中科院消息稱，近日中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、高能物理所和清華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)，利用創(chuàng)新有機(jī)化合物乙內(nèi)酰脲，成功制成光電轉(zhuǎn)換率高達(dá)25.15%、環(huán)境穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，展現(xiàn)出穩(wěn)定的光電特性。

作為新一代光伏發(fā)電技術(shù)的熱點(diǎn)研究對(duì)象，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其卓越的電光能轉(zhuǎn)化性能備受矚目?，F(xiàn)階段，可觀的產(chǎn)能效率已達(dá)到26%以上。

然而，由于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦的晶體生長(zhǎng)過(guò)程十分復(fù)雜，難以獲得均質(zhì)而高質(zhì)量的薄膜，導(dǎo)致晶格畸變等問(wèn)題損害了電池性能與使用壽命。

試驗(yàn)結(jié)果表明，添加Hydantoin的有機(jī)官能團(tuán)可顯著降低中間溶劑相和δ相鈣鈦礦的生成，產(chǎn)物光學(xué)活性相的結(jié)晶度提升，更加偏愛(ài)out-of-plane取向，同時(shí)抑制了多種缺陷和載流子非輻射復(fù)合。

基于Hydantoin輔助的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池不僅其效率達(dá)到了25.66%，更具備出色的環(huán)境穩(wěn)定性。即使在持續(xù)運(yùn)行1600小時(shí)后，電池產(chǎn)量仍保持在初始96.8%的水平。

據(jù)悉，此項(xiàng)研究論文已發(fā)表于科學(xué)期刊《先進(jìn)材料》，資金來(lái)源包括國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目。