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新型太陽能電池問世：實(shí)現(xiàn)在高溫環(huán)境下的高效穩(wěn)定運(yùn)行
2025年11月26日 10:38:22
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：3939
新加坡國立大學(xué)科學(xué)家研制出一種耐熱鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池，光電轉(zhuǎn)換效率超過34%，更在65℃高溫下連續(xù)運(yùn)行1200小時(shí)后，性能幾乎保持不變。
近日，新加坡國立大學(xué)科學(xué)家研制出一種耐熱鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池。該電池不僅光電轉(zhuǎn)換效率超過34%，更在65℃高溫下連續(xù)運(yùn)行1200小時(shí)后，性能幾乎保持不變。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志。
近年來，隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮娜找嬖鲩L，太陽能作為一種豐富且可再生的能源，其開發(fā)利用技術(shù)備受關(guān)注。傳統(tǒng)的硅基太陽能電池雖然技術(shù)成熟，但在光電轉(zhuǎn)換效率和耐高溫性能方面仍有提升空間。
據(jù)了解，目前硅基太陽能電池已廣泛應(yīng)用于全球各地的屋頂與田野，但其性能正逐漸逼近理論極限。為提升發(fā)電效率，科學(xué)家讓硅與極具潛力的材料——鈣鈦礦“聯(lián)姻”，形成疊層結(jié)構(gòu)，以期在同一面積內(nèi)吸收更多陽光、產(chǎn)生更多電力。這類被稱為“鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池”的混合器件，雖已實(shí)現(xiàn)接近35%的轉(zhuǎn)換效率，但其長期穩(wěn)定性仍是制約發(fā)展的瓶頸問題之一。
而此次新加坡國立大學(xué)科學(xué)家們研制的耐熱鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池，憑借其優(yōu)勢(shì)性能表現(xiàn)，為太陽能電池領(lǐng)域帶來了新的突破。該電池結(jié)合了鈣鈦礦材料的高光電轉(zhuǎn)換效率和硅材料的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了在高溫環(huán)境下的高效穩(wěn)定運(yùn)行，為太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用開辟了更廣闊的前景。
該款電池在持續(xù)光照與高溫下測(cè)試表現(xiàn)，鈣鈦礦本身性能穩(wěn)定，但負(fù)責(zé)在層間傳輸電荷的“空穴傳輸層”，即自組裝單層(SAM)卻開始失效。SAM在受熱時(shí)會(huì)逐漸失去有序結(jié)構(gòu)，擾亂電流通路，導(dǎo)致電池性能下降。
為解決這一問題，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種新型SAM，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出新型疊層太陽能電池。測(cè)試結(jié)果顯示，其光電轉(zhuǎn)化效率突破34%。而且，在65℃高溫環(huán)境中連續(xù)運(yùn)行1200小時(shí)后，該電池仍能保持96%以上的初始性能，這在鈣鈦礦太陽能電池中實(shí)屬難得。
未來，隨著新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，太陽能電池將更加高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，為實(shí)現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
素材來源：科技日?qǐng)?bào)
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