中国科学院化学研究所传来重大科研喜讯,李永舫院士与孟磊研究员带领的科研团队,在钙钛矿 - 有机叠层太阳能发电技术领域实现关键突破。该团队研发的钙钛矿 - 有机叠层太阳能电池,经权威第三方认证,稳态光电转换效率高达28.04%,一举打破此类器件光电转换效率的世界纪录,标志着这一新型太阳能发电技术向实际应用迈出坚实一步。相关研究成果于国际权威学术期刊《自然》发表。
传统常见的光伏电池多为单结太阳能电池,像家用或电站使用的晶硅光伏板就属于此类。这类电池通常仅依赖一种吸光材料来吸收太阳光,在同时高效利用不同能量光子方面存在明显局限。而我国科研团队研发的钙钛矿 - 有机叠层太阳能发电技术,巧妙地将两种光伏材料叠加在一起。这种独特结构使得电池能够分层吸收阳光,从而更充分地利用太阳光,理论上具备更高的光电转换效率。不仅如此,该新型太阳能发电技术还具备薄、轻、可柔性等显著优势,为众多对轻量化有较高要求的应用场景带来了新的可能。
在建筑光伏一体化领域,这种新型电池可与建筑材料完美融合,既不增加过多负担,又能实现能源的高效转化与利用;在便携式能源方面,其轻薄特性使其便于携带,为户外活动等提供便捷的电力支持;可穿戴设备领域,可柔性特点使其能够贴合人体,为智能手表、健康监测设备等提供持续动力;在无人机和空间供能方面,轻量化优势可降低能源消耗,提升飞行续航能力,为航天探索提供可靠能源保障。
在研究过程中,科研团队针对过去钙钛矿 - 有机叠层太阳能发电技术存在的性能衰减、稳定性不足等难题,展开深入探索。经过不懈努力,团队成功引入新型添加剂分子TDB。这一创新举措实现了从电池制备阶段到光照运行阶段的全阶段精准调控,为解决这类器件的技术短板提供了行之有效的策略。
基于该技术制备的钙钛矿 - 有机叠层太阳能电池,不仅在光电转换效率上取得卓越成就,在稳定性方面同样表现出色。经持续光照工作625小时后,电池仍能保留90%的初始光电转换效率,这一优异表现为其在实际应用中的长期稳定运行提供了有力保障。

