钙钛矿太阳能电池在高温工作条件下运行稳定性差的难题,近日迎来了重大突破。南开大学化学学院教授袁明鉴与加拿大多伦多大学教授Edward H. Sargent合作开展研究,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。这一成果在《自然》杂志上发表,题为“兼具高效热稳定性的甲脒铯组分钙钛矿太阳能电池”。
钙钛矿是一种具有独特晶体结构的材料,被广泛应用于新型太阳能电池等半导体器件。作为第三代光伏技术的钙钛矿太阳能电池,具有巨大的应用潜力。然而,其稳定性一直是制约其商业应用的关键因素。目前高性能钙钛矿太阳能电池在制备过程中常需要添加易挥发的有机胺盐来稳定物相和调控结晶,但这些添加剂在高温条件下易分解,导致电池稳定性下降。
为解决这一难题,袁明鉴领导的研究团队开发了一种具有更高热稳定性的合金钙钛矿制备策略,成功解决了钙钛矿薄膜组分不均一的问题。利用这一策略制备的钙钛矿太阳能电池器件表现出世界一流的能量转换效率和高温工况稳定性。
袁明鉴表示,这项研究不仅为钙钛矿太阳能电池的稳定性提升奠定了技术基础,也为光伏技术的实用化和商业化开辟了广阔前景,具有深远意义。目前,研究团队正与企业合作,推进高性能钙钛矿太阳能电池模组的研发,力求尽快将研究成果转化为实际应用和产业化。