化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
量子傳感技術(shù)獲重要突破 或?qū)⒔鉀Q量子生物探測關(guān)鍵難題
最近，該難題似乎找到了突破口。據(jù)悉，天津理工[詳細(xì)]
最新產(chǎn)品 Latest productS
查看更多+
碳電極鈣鈦礦太陽能電池效率突破23.6%，大連理工大學(xué)研究登nature energy
2025年11月19日 09:33:55
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：4920
這一效率是目前已知碳電極鈣鈦礦太陽能電池的世界最高效率，并獲得第三方中國計(jì)量科學(xué)研究院的認(rèn)證。
近日，大連理工大學(xué)化學(xué)學(xué)院王宇迪副教授與史彥濤教授團(tuán)隊(duì)在碳基鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)通過羧基功能化氧化石墨烯摻雜空穴傳輸層，成功實(shí)現(xiàn)了碳電極鈣鈦礦太陽能電池23.6%的光電轉(zhuǎn)換效率。這一效率是目前已知碳電極鈣鈦礦太陽能電池的世界最高效率，并獲得第三方中國計(jì)量科學(xué)研究院的認(rèn)證。
鈣鈦礦電池之所以備受關(guān)注，源于其多重優(yōu)勢：理論效率超30%，疊層技術(shù)更可達(dá)40%以上，遠(yuǎn)超晶硅電池29.43%的理論極限。它制備流程簡捷高效，無需高溫高能耗工藝，規(guī)?；蟪杀净騼H為晶硅的1/3。在能源轉(zhuǎn)型的浪潮中，鈣鈦礦太陽能電池以其驚人的發(fā)展速度成為光伏領(lǐng)域的一顆新星。
然而，性能優(yōu)異的鈣鈦礦太陽能電池也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。穩(wěn)定性問題首當(dāng)其沖。鈣鈦礦電池通常依賴昂貴且在高濕高溫下不穩(wěn)定的金屬電極(如金、銀)，這些電極材料不僅增加了成本，還限制了電池的長期使用壽命。常用的空穴傳輸材料Spiro-OMeTAD，需氧氣和鋰鹽參與的p型摻雜工藝來提升性能。該工藝帶來的耗時(shí)重復(fù)性差和鋰離子遷移等問題是導(dǎo)致器件性能衰退的主要隱患。
面對(duì)這些挑戰(zhàn)，大連理工大學(xué)副教授王宇迪與教授史彥濤團(tuán)隊(duì)將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了碳電極鈣鈦礦電池。碳電極制備的鈣鈦礦電池成本低廉、制備工藝簡單且具有卓越的環(huán)境穩(wěn)定性，被視為極具潛力的替代方案。但碳電極與空穴傳輸層間界面電荷傳輸動(dòng)力學(xué)緩慢的問題，一直是限制其性能提升的瓶頸。
針對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)制備了羧基功能化的氧化石墨烯摻雜Spiro-OMeTAD的空穴傳輸層。這一創(chuàng)新材料利用氧化石墨烯中羧基官能團(tuán)的強(qiáng)吸電子特性，在無需氧氣暴露的條件下從Spiro-OMeTAD分子捕獲電子，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的高效快速p型摻雜。同時(shí)，氧化石墨烯獨(dú)特的離域π電子結(jié)構(gòu)在空穴傳輸層表面形成平面共軛電子網(wǎng)絡(luò)，與碳電極之間構(gòu)建強(qiáng)π-π共軛的耦合界面，極大地減少了界面電荷傳輸動(dòng)力學(xué)損失。尤為重要的是，研究發(fā)現(xiàn)空穴傳輸層中鋰離子能夠插入氧化石墨烯層間形成牢固的Li-C鍵，從而“鎖住”這些可能損害電池長期穩(wěn)定性的離子。
這項(xiàng)研究帶來的突破不僅體現(xiàn)在效率數(shù)字上，更在于其綜合性能的提升。未封裝的電池在連續(xù)光照1000小時(shí)后仍保持98.7%的初始效率，展現(xiàn)出驚人的運(yùn)行穩(wěn)定性。這一穩(wěn)定性表現(xiàn)從根本上解決了鈣鈦礦電池商業(yè)化的一大障礙。
該研究成功地縮小了碳基鈣鈦礦太陽能電池與金屬電極器件的性能差距，同時(shí)保留了其低成本、高穩(wěn)定性的核心優(yōu)勢。碳電極鈣鈦礦電池的效率突破，為光伏產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了新的技術(shù)路徑。
相關(guān)研究成果Graphene oxide doping of the hole injection layer enables 23.6% efficiency in perovskite solar cells with carbon electrodes于近日發(fā)表于《自然-能源》(nature energy)。
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+-
項(xiàng)目名稱：京東方重慶第6代AMOLED（柔性）生產(chǎn)線項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：4197-244BOECQ0001/109，招標(biāo)范圍：永磁電機(jī)...2026-03-06 11:29:21
-
美科學(xué)家就固態(tài)電解質(zhì)抗裂問題提出新方案
近日，美國斯坦福大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一問題提出了新的方案，有望顯著增強(qiáng)固體電解質(zhì)材質(zhì)的抗開裂能力，提升其使用過程中的性能與穩(wěn)定性。2026-01-20 15:19:51 -
近日，“面向空間應(yīng)用的鋰離子電池電化學(xué)光學(xué)原位研究”項(xiàng)目已在空間站內(nèi)開展，神舟二十一號(hào)航天員乘組共同在軌操作該項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。2026-01-07 10:00:15
-
續(xù)航翻倍未來可期：韓國科學(xué)家突破性設(shè)計(jì)讓電池能量密度躍升1270 Wh/L
測試結(jié)果顯示，兩者協(xié)同作用，顯著提升了電池性能。在4.6毫安時(shí)/平方厘米的高面積容量與2.3毫安/平方厘米的電流密度下，該電池循環(huán)...2025-12-27 14:16:54 -
筑牢安全防線，強(qiáng)制性國標(biāo)《移動(dòng)電源安全技術(shù)規(guī)范》論證會(huì)召開
2025年12月24日，強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《移動(dòng)電源安全技術(shù)規(guī)范》論證會(huì)在京召開。2025-12-25 13:59:48 -
破解液流電池腐蝕難題，我國科學(xué)家開發(fā)出長壽命多電子轉(zhuǎn)移溴基液流電池新體系
研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一難題，創(chuàng)新性地開發(fā)出新型溴雙電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)路徑。團(tuán)隊(duì)在溴電解液中引入連接吸電子基團(tuán)的胺類化合物作為“溴清除劑”，將電...2025-12-23 11:09:31
版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
