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【中国科学家研发首个具有商业可行性寿命的钙钛矿太阳能电池,系统生命周期有望达到30年】

面对全球气候变暖和#生态环境# 日益危险的双重压力,各个国家都在聚焦可再生能源的发展,以共同应对全球气候变化。太阳能光伏发电作为未来可再生能源发展的主力,受到了越来越多的关注。

随着技术的进步,单结钙钛矿#太阳能电池# 的光电转换效率已提升至 25.7%,接近硅太阳能电池的实验室的最高效率。由于其具备低成本、易加工、轻量化、柔性化、可持续等优势,近年来持续成为光伏领域最具潜力的新产品。

然而,工作稳定性不佳仍然是其未走向产业应用的“瓶颈”问题。目前,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSC)的寿命多数可保持在几百到几千小时,但这与业界期望的“使用寿命 20 年”的愿景还相距甚远。

#普林斯顿大学# 团队近期研发出一种出迄今最稳定的 PSC,其寿命从千小时级别提高至以万小时(年)为单位,首次将无机材料使用在 PSC 各个功能层(包括二维缓冲层)。并且,他们还展示了首个加速老化测试 PSC 的新方法,为未来高稳定的 PSC 的结构设计提供了新思路。

近日,相关论文以《全无机、界面稳定的钙钛矿太阳能电池加速老化》(Accelerated aging of all-inorganic, interface-stabilized perovskite solar cells)为题发表在 Science 上[1]。论文第一作者为普林斯顿大学化学与生物工程系博士后研究员赵晓明,通讯作者是普林斯顿大学工程学院卢月玲(Lynn Loo)教授。

审稿人对此评价道:“这是第一项将直接计算加速比的加速稳定性实验概念应用于钙钛矿太阳能电池的研究,这种方法有助于合理预测这种新兴光伏电池的使用寿命。”

卢月玲课题组长期专注于钙钛矿太阳能电池的稳定性研究,力求理解钙钛矿太阳能电池的退化机理,并在此基础上开发出提高其稳定性的策略。

此前,该团队针对 PSC 的稳定性进行了系列研究,包括前驱体溶液对钙钛矿稳定性的影响[2,3,4]、二维钙钛矿作为光吸收层时的稳定性研究[5,6]、有机半导体添加剂对钙钛矿太阳能电池稳定性的影响[7]、电荷传输层材料对钙钛矿太阳能电池稳定性的影响[8,9]等。

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