在國家自然科學基金等項目資助下，暨南大學教授麥耀華團隊與上海交通大學教授韓禮元團隊合作，采用非晶鈍化策略提升大面積柔性鈣鈦礦組件的效率與穩(wěn)定性。近日，相關成果發(fā)表于《自然-能源》。
機器學習篩選與原位自組裝的非晶晶界。研究團隊供圖，下同
傳統(tǒng)鈣鈦礦太陽能電池在性能提升中常依賴PbI2或低維鈣鈦礦鈍化。然而，PbI2能級單一且高度結(jié)晶易破壞界面，低維鈣鈦礦則可能因有機組分擴散而導致長期工作失效，且在彎折應力會導致PbI2/低維鈣鈦礦這些晶態(tài)材料的性能發(fā)生變化。研究團隊創(chuàng)新性地采用主-客體材料與Pb-I構(gòu)建非晶復合鈍化層，通過分子設計實現(xiàn)能級調(diào)控，并保持材料在彎折和長期使用中的穩(wěn)定性。
基于非晶晶界鈍化鈣鈦礦的組件認證效率，及其戶外部署照片和發(fā)電情況。
基于此策略，研究團隊實現(xiàn)柔性電池24.52%轉(zhuǎn)換效率，10000次彎折后仍保持92.5%初始效率。團隊還制備了大面積柔性組件，0.5m2組件輸出功率86.9W，1.4725m2組件輸出功率226W，單位質(zhì)量功率達558W˙kg-1。此前柔性組件最大尺寸在100cm2級別，而此次柔性組件首次突破了平米級制造的難題，并開始戶外部署，為走向應用邁出了關鍵一步。
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