韓國大韓民國科學(xué)技術(shù)研究院(DGIST)的崔鐘敏(Choi Jong-min)教授團隊與韓國科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)自旋電子學(xué)中心的Moon Byung-joon博士團隊合作，開(kāi)發(fā)出了一種利用氫鍵添加劑大幅提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的新技術(shù)。這項研究成果于2024年9月13日在國際知名期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》上發(fā)表，并選為下一期的封面論文。
鈣鈦礦作為一種有前景的太陽(yáng)能電池材料，具有高效率和易于大規模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。然而，其制造溶液容易隨時(shí)間分解，導致雜質(zhì)形成，影響電池性能，尤其在高溫下性能下降更快。為解決這一問(wèn)題，崔教授團隊在鈣鈦礦溶液中引入了氫鍵添加劑。這種添加劑通過(guò)氫鍵與有機物質(zhì)相互作用，有效保護太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵部件，延長(cháng)其使用壽命。
實(shí)驗結果顯示，使用儲存140天的含氫鍵添加劑溶液生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池，與使用新鮮制備的溶液生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池效率幾乎相同，達到了96.7%。此外，該添加劑還能最大程度減少太陽(yáng)能電池內部缺陷，將功率轉換效率從22.61%提高到24.31%。更重要的是，該太陽(yáng)能電池表現出卓越的穩定性，在85度高溫下暴露72.5天后仍能保持初始性能的98%以上。
崔教授表示：“這項研究表明，傳統鈣鈦礦溶液工藝中離子容易受損的問(wèn)題可以通過(guò)使用氫鍵添加劑來(lái)解決。我們相信這種添加劑將在克服太陽(yáng)能電池商業(yè)化所面臨的熱不穩定性挑戰方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。”
該研究得到了國家科學(xué)技術(shù)研究委員會(huì )的創(chuàng )意融合研究項目、大韓民國科學(xué)技術(shù)研究院的研發(fā)計劃和韓國科學(xué)技術(shù)研究院的機構計劃的支持。
