太阳能电池领域的新突破
在当今全球渴望转向可持续能源的大环境下,太阳能电池一直备受瞩目。
最新的研究显示,由中国科学院大学、中国科学院高能物理研究所和清华大学组成的研究团队,成功开发了一种名为乙内酰脲(Hydantoin)的多功能有机分子,利用它制备出了光电转换效率超过25.66%的钙钛矿太阳能电池,这一成果将为太阳能电池领域带来新的发展机遇。
钙钛矿太阳能电池的前景
结晶复杂性的挑战
然而,要将理论的高效率转化为实际应用,面临着诸多挑战。有机-无机杂化钙钛矿的结晶过程十分复杂,其中混合溶剂相和δ相的参与使得制备出均匀且高结晶度的钙钛矿膜变得具有挑战性。晶格畸变等问题也会影响其性能和寿命,这些挑战一直困扰着科学家们。
乙内酰脲的作用
然而,通过对乙内酰脲的研究,科学家们发现了一种新的突破方案。乙内酰脲具有多种官能团,这些官能团对钙钛矿前驱体的协同作用起到了关键作用。它们能够抑制溶剂中间相及δ相钙钛矿的生成,形成具有高结晶度且集中out-of-plane取向的钙钛矿膜。同时,乙内酰脲还能够抑制多种缺陷以及载流子非辐射复合的产生,从而提高了太阳能电池的性能和稳定性。
基于乙内酰脲的新型太阳能电池
基于乙内酰脲辅助结晶制备出的钙钛矿太阳能电池不仅在效率上取得了突破性的进展,超过了25.66%,而且在环境稳定性方面也表现出色。在标准测量条件下的长期稳定性测试显示,该太阳能电池在最大功率点输出1600小时后仍保持初始效率的96.8%,这为其在实际应用中的可靠性提供了有力支持。
研究成果的发表与支持
这一重大研究成果已经发表在《先进材料》期刊上,这标志着在太阳能电池领域取得了新的突破。同时,该项研究工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等的大力支持,这为其未来的进一步发展奠定了坚实的基础。
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