國產太陽能電池刷新紀錄
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本項研究製備的鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池器件（中國科學院化學研究所）
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| 國產太陽能電池刷新紀錄 【中新社北京十四日電】在清潔能源領域，太陽能電池如何實現穩定、高效的光電轉換，一直以來廣受關注。中國科學院化學研究所李永舫院士、孟磊研究員團隊最近在鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池研究上取得重大突破性進展，他們創新提出“全階段調控”策略，通過引入一種可光轉換的添加劑分子，成功製備出穩態光電轉換效率達到百分之二十八點○四的高性能鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池。這也是該團隊繼二○二四年突破世界紀錄之後，再次刷新鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池光電轉換效率的世界紀錄。 “懼光”變“馭光” 這項標誌着鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池向實際應用邁出關鍵一步、有望為人類邁向更遠太空提供重要能源保障的重要科研成果論文，北京時間十三日夜間在國際學術期刊《自然》上線發表。 近年來，以鈣鈦礦太陽能電池和有機太陽能電池為代表的新一代光伏技術發展迅速。為進一步提升太陽能電池的光電轉換效率，更充分利用太陽光譜的疊層太陽能電池技術應運而生。 其中，基於寬帶隙鈣鈦礦前電池、窄帶隙有機後電池構建的鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池展現出獨特優勢：前電池、後電池兩者在光譜吸收和器件穩定性上形成互補，展現出“1+1>2”的協同效應，被認為是兼具高效率、高穩定和廣泛應用前景的重要新一代光伏技術方向。 論文第一作者、中國科學院化學研究所博士生吳睿涵說，研究團隊在二○二四年揭示寬帶隙鈣鈦礦上表面有效鈍化機制、實現百分之二十六點四（經第三方認證為百分之二十五點七）的疊層器件效率基礎上，破解系列科技難題，設計出一種可光轉換的添加劑分子TDB，在結晶成膜階段、光照運行階段均發揮重要作用。 論文共同通訊作者孟磊研究員表示，本項研究的關鍵技術是新引入TDB分子，通過“全階段調控”策略，讓高溴含量寬帶隙鈣鈦礦從“懼光”變成“馭光”。 研究團隊將經優化的寬帶隙鈣鈦礦前電池與窄帶隙有機後電池結合，製備出鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池，實現百分之二十八點八（第三方認證穩態效率達百分之二十八點○四）的光電轉換效率，再次創下該類器件光電轉換效率的世界紀錄。 工作穩定性良好 在持續光照運行六百二十五小時後，鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池器件仍保持初始效率的百分之九十，展現出良好的工作穩定性。 論文共同通訊作者李永舫院士表示，鈣鈦礦——有機疊層太陽能電池兼具輕量化、柔性化和高比功率優勢，將為能源結構進一步轉型和地球可持續發展提供新的科學技術路徑，可廣泛應用於建築、交通、可穿戴設備等地面場景，也有潛力在衛星等航天領域發揮積極作用。
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