光伏技术重大突破！兼具高效热稳定性的甲脒铯组分钙钛矿太阳能电池

新华社 2024-12-28

针对钙钛矿太阳能电池高温工作条件下运行稳定性差这一领域难题，南开大学化学学院袁明鉴教授带领课题组开展高水平国际合作研究，成功制备出兼具高能量转换效率与高运行稳定性的钙钛矿太阳能电池器件，标志着新一代光伏技术取得重大突破。

9月30日晚,《自然》杂志以“兼具高效热稳定性的甲脒铯组分钙钛矿太阳能电池”为题，发表了这项研究成果。

结晶路径转变策略实现高效率高温工况稳定钙钛矿太阳能电池。（受访者供图）

钙钛矿是一类具有独特晶体结构的材料，广泛应用于新型太阳能电池等半导体器件。钙钛矿太阳能电池作为第三代光伏技术，其独特的柔性兼容性与大面积制备潜力，为光伏、物联网、新能源汽车乃至航天航空等领域带来前所未有的机遇。可这种新型太阳能电池的稳定性一直是限制其大规模商业应用的关键因素。钙钛矿材料作为电池的吸光层，其稳定性受外界环境因素影响显著。目前，高性能钙钛矿太阳能电池在制备过程中往往需要依赖易挥发的有机胺盐添加剂来稳定物相并调控结晶。然而，这种添加剂在高温条件下极易分解，引发钙钛矿薄膜化学组分失衡，进而显著降低电池在高温工况下的运行稳定性。

针对这一难题，袁明鉴带领研究团队结合理论预测，发展了一种具有更高热稳定性的合金钙钛矿制备策略，该策略彻底解决甲脒铯组分钙钛矿薄膜组分不均一的问题。利用该策略制备的钙钛矿太阳能电池器件，展现出世界一流的能量转换效率与高温工况稳定性。