近日,华南理工大学传来振奋人心的科研突破消息,该校科研团队在严克友教授的引领下,成功攻克了钙钛矿电池领域的一大难题——光热稳定性不足。这一成果不仅标志着全球首个2端全无机钙钛矿叠层电池的诞生,更为钙钛矿太阳能电池的未来应用开辟了新路径。
据了解,该项目团队通过绿色配体演变策略,实现了对全无机窄带隙钙钛矿薄膜成核结晶的精准调控。这一创新策略的应用,有效提升了钙钛矿电池的稳定性和效率。在85℃的光热稳定性老化测试中,该电池表现优异,展现了其强大的应用潜力。
该科研团队的成员阵容强大,包括第一作者段程皓博士、通讯作者严克友教授,以及来自德国、瑞典、香港及国家纳米中心的多位知名学者。他们的共同努力,为这一科研成果的诞生奠定了坚实基础。
在钙钛矿太阳能电池领域,全无机钙钛矿因其出色的长期光稳定性和热稳定性而备受瞩目。然而,无机窄带隙钙钛矿太阳能电池的效率问题一直是制约其发展的瓶颈。华南理工大学的科研团队通过深入研究,发现锡离子诱导的较差薄膜形貌和深陷阱态是导致效率较低的主要原因。
为了打破这一瓶颈,团队采用了对甲苯磺酰肼的配体演变策略,成功制备了带隙为1.31 eV的无机窄带隙CsPb0.4Sn0.6I3钙钛矿太阳能电池。这一策略在低温处理阶段作为配体调控钙钛矿薄膜的结晶过程,同时在高温处理时将薄膜中的Sn4+还原成Sn2+,减少了深能级陷阱态。对甲苯磺酰肼的生成产物对甲苯磺酸还可以作为新的配体,钝化钙钛矿薄膜的缺陷态。
凭借这一创新策略,团队成功将无机窄带隙钙钛矿太阳能电池的效率提升至17.41%,并首次构建了效率为22.57%(认证为21.92%)的2端全无机钙钛矿叠层太阳能电池。这一成果不仅打破了钙钛矿电池光热稳定性差的难题,更为全无机钙钛矿叠层电池的发展注入了新的活力。
团队还通过进一步优化无机宽带隙子电池的电压损耗、提高无机窄带隙子电池的稳定性以及减少复合层连接时的电压损耗等措施,为降本增效提供了有力支持。这一系列创新成果,无疑将为钙钛矿太阳能电池的未来应用带来更加广阔的前景。
值得注意的是,全无机钙钛矿叠层电池的成功构建,有望在未来全面替代有机-无机杂化钙钛矿叠层太阳能电池,从而解决其光热稳定性差的问题。这一成果不仅体现了华南理工大学在钙钛矿太阳能电池领域的深厚底蕴和创新能力,更为全球新能源产业的发展注入了新的动力。