博亚大面积长效稳定钙钛矿电池研制获里程碑式突破—新闻—科学网

日前，国际闻名学术期刊《科学》以南京航空航天年夜学为第一兼通信单元揭晓了国际前沿科学研究院郭万林、张助华以及赵晓明等人的研究论文。

该论文成长了一种全新的基在气相的钙钛矿处置惩罚要领，不只冲破了已往液相法难以匀称处置惩罚年夜面积器件的局限，并且显著晋升了电池的效率以及不变性，研制出头具名积跨越200平方厘米、效率跨越18%、连续运转寿命跨越4万小时的钙钛矿电池，为钙钛矿太阳能电池走向运用奠基坚实的根蒂根基。相干要害技能已经申请发现专利。

当人类面对天气变温和能源、水资源欠缺的应战时，发明哄骗太阳光热的新路子、晋升哄骗太阳光热的威力，成为可预期的将来人类保存以及可连续成长的必由之路。

当前，小面积( 0.1 平方厘米)金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSC)的光电转换效率已经经跨越26%，靠近基在硅的贸易技能程度。然而，PSC面对着持久运转不变性有余的难题，这使患上该范畴的研究重点从晋升转换效率转向革新运转不变性。为此，科学家们成长了如液相处置惩罚要领等来钝化钙钛矿质料外貌的缺陷，按捺质料运转情况下的老化，从而实现了能长达数千小时不变运转的太阳能电池，但器件的尺寸仅至数平方厘米，没法满意贸易化需求。

怎样于连结高的效率条件下实现年夜面积长效不变的PSC依然是本事域的庞大应战。

通用的基在溶液的钙钛矿处置惩罚要领虽然能显著晋升小面积器件的效率以及不变性，可是面向年夜面积器件时却体现欠安，重要缘故原由是这种要领于处置惩罚年夜面积太阳能电池时存于由反映速率不均带来的钝化效果欠安的局限。

鉴在此，前沿院团队开创性地成长了一种全新的基在气相的处置惩罚要领——气相氟蒸汽处置惩罚要领，能于常压下与钙钛矿外貌举行年夜面积匀称钝化反映。与基在液相的要领差别，气相氟化处置惩罚可以或许于整个薄膜外貌实现匀称的反映物漫衍，并造成安定的化学键，按捺缺陷的造成并锚定外貌四周的阴离子，进而实现了不变跨越18%，连续运转寿命跨越4万小时（等效户外运转寿命超25年），面积到达200平方厘米的钙钛矿电池，冲破当前世界记载。

颠末气相氟化处置惩罚的太阳能电池实现了更高的光电转换效率(PCE)。0.16 平方厘米单位电池以及228平方厘米太阳能模组的PCE别离为24.8%以及18.1%，这与同类最好机能的太阳能模组相称。

与传统溶液处置惩罚要领比拟，氟蒸汽处置惩罚实现了较着更匀称的外貌钝化效果，使患上整个薄膜可以或许年夜面积匀称揭示出长的光致发光寿命，同时显著削减了诱发质料降解的缺陷源，从而于可企及的器件区域内实现了效率的一致晋升以及模组寿命的年夜幅延伸。

更为出格的是，团队成长了怪异的加快老化测试要领，测试注解气相处置惩罚太阳能模组的固有T80寿命到达43,000±9000小时，相称在于30°C，一个太阳光照射下能持续运转跨越4年。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn9453#tab-contributors

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