中国科学院宁波材料技术与工程研究所的研究团队,在钙钛矿太阳能电池领域取得了突破性进展。该团队由研究员葛子义和刘畅领衔,他们在深入研究的基础上,成功解决了钙钛矿太阳能电池器件中I⁻迁移的难题,显著提升了电池的运行稳定性。
研究团队巧妙地引入了2,1,3-苯并噻二唑和5,6-二氟-4,7-双取代基团到钙钛矿前驱体溶液中。这一创新方法利用了未杂化的p轨道与I⁻孤对电子之间的强配位作用,有效抑制了MAI/FAI的去质子化过程,以及随后可能发生的I⁻向I₂的转化。同时,氟原子因其高度电负性,增强了与I⁻之间的静电相互作用,进一步稳固了电池结构。
实验结果显示,通过这种策略,BT2F-2B的协同作用不仅抑制了钙钛矿的分解,还显著降低了碘空位缺陷密度。这一改进使得反式单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)一举突破了26%的大关,并且在稳定性测试中表现出色。
根据ISOS-L-3测试标准,经过1000小时的老化测试后,经过处理的钙钛矿太阳能电池仍能保持其原始PCE的85%,这一成绩无疑是对其稳定性的有力证明。更令人振奋的是,当BT2F-2B被应用于宽带隙钙钛矿系统时,全钙钛矿串联太阳能电池的PCE更是达到了27.8%,这一成果不仅验证了该策略的普遍适用性,也为钙钛矿太阳能电池的未来应用开辟了更广阔的空间。
研究团队表示,他们将继续深化对钙钛矿太阳能电池的研究,探索更多创新方法,以进一步提升电池的性能和稳定性,为推动太阳能光伏产业的发展贡献力量。
他们还计划将这一研究成果应用于实际生产中,通过技术转化和产业升级,让更多人受益于高效、稳定的钙钛矿太阳能电池技术。
这一突破性进展不仅展示了中国科学家在新能源技术领域的卓越实力,也为全球能源结构的转型和升级提供了有力支持。