华科校友助力钙钛矿电池效率突破29.26%

华科校友助力钙钛矿电池效率突破29.26%

引用

网易

等

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来源

1.

https://www.163.com/dy/article/JN2AC4D20552LHQK.html

2.

https://b2b.csoe.org.cn/mobile/meeting/MOTA2024_CN.html

3.

https://pure.bit.edu.cn/zh/publications/recent-progress-in-perovskite-solar-cells-from-device-to-commerci

4.

https://www.creac.org.cn/web/14/197001/311.html

5.

https://b2b.csoe.org.cn/meeting/OMTA2024.html

2024年，钙钛矿太阳能电池领域迎来重大突破。在国际顶级期刊《Nature》上，多篇重磅研究论文相继发表，展示了这一领域最新的科研成果。其中，华中科技大学校友参与的重要研究尤为引人注目。

在一项由牛津大学Henry J. Snaith教授领衔的研究中，华中科技大学校友Shuaifeng Hu作为第一作者兼通讯作者，取得了重要突破。研究团队针对锡铅钙钛矿前驱体溶液的化学性质进行了深入研究，发现通过将羧酸和铵盐两种功能基团结合，可以显著改善钙钛矿薄膜的半导体质量和均匀性。

基于这一发现，研究团队成功制造出了单结、双结和三结钙钛矿太阳能电池，分别实现了23.9%、29.7%和28.7%的光电转换效率（最高认证效率为29.26%）。特别值得一提的是，封装后的三结电池在工作环境下仍能保持80%的初始效率，展现出优异的长期稳定性。

这项研究的关键创新在于开发了一种新型的钙钛矿前驱体溶液配方。通过引入氨基酸盐材料，研究人员能够同时调节溶液的胶体性质和薄膜结晶过程，从而获得高质量的钙钛矿薄膜。这种新材料不仅改善了薄膜的光电性能，还提高了电池的整体效率和稳定性。

钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和简单的制备工艺而备受关注。与传统的晶硅电池相比，钙钛矿电池具有显著优势：

1. 更高的理论转换效率：钙钛矿电池的理论转换效率可达33%，通过叠层技术甚至可突破45%，远超传统晶硅电池29.4%的极限效率。

2. 更低的生产成本：钙钛矿原材料成本低廉，制备过程简单，整个生产周期仅需约45分钟，同时低温制备条件降低了能耗。

3. 广泛的应用前景：凭借优异的弱光性能和颜色可调性，钙钛矿电池不仅适用于光伏建筑一体化，还能满足透光度及美观需求，在多个领域具有广阔市场空间。

目前，多家企业已布局中试线并规划GW级产能，预计未来3-5年内有望实现商业化量产。随着技术的不断进步和成本的持续降低，钙钛矿太阳能电池有望在全球可再生能源转型中发挥重要作用，推动可持续发展进程。

尽管钙钛矿太阳能电池在效率和稳定性方面已取得显著进展，但仍面临一些挑战。例如，如何进一步提高电池的长期稳定性，如何实现大规模生产以满足市场需求，以及如何解决潜在的环境影响等问题，都是未来研究的重点方向。

随着科研人员的持续努力和技术创新的不断涌现，我们有理由相信，钙钛矿太阳能电池将在不久的将来实现更大突破，为全球能源转型和可持续发展做出重要贡献。