点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:西安交大开发高效且热稳定的反式钙钛矿太阳能电池
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

西安交大开发高效且热稳定的反式钙钛矿太阳能电池

来源:光明网2025-01-08 10:20

  随着全球可再生能源需求的迅速增长,太阳能光伏技术已成为应对能源危机与环境污染的关键解决方案。其中,钙钛矿太阳能电池因其具有高光电转换效率、低材料成本及轻质结构等优势,在太阳能光伏领域备受瞩目。

  反式钙钛矿太阳能电池,相较于传统的正式结构,加工工艺简单、易于实现相对低温制备、且耐候性更佳,因此受到学术及产业化的广泛关注。近年来,通过界面工程等策略优化,反式钙钛矿太阳能电池的效率已突破26%。然而,现有界面自组装单分子层(SAM)主要通过化学方式吸附在透明导电层(TCO)表面,当器件暴露于高温或经历热循环冲击时,分子层可能发生脱附或聚集,导致界面接触恶化及载流子(空穴)传输受阻,最终显著削弱器件的性能和稳定性。

  因而,开发更为稳定和高效的空穴选择性接触新材料体系对于进一步提升器件的热稳定性,推动其产业化应用至关重要。

  为解决这一问题,西安交通大学金属材料强度全国重点实验室马伟教授团队刘宇航教授等,设计了通过共价键连接的自组装双分子层结构。在传统的小分子SAM材料体系的基础上,通过傅-克烷基化反应形成了共价键连接的聚合物网络体系。这类共价连接可以有效“锚定”吸附在透明导电基底上的小分子SAM层,显著提高其耐高温以及热冲击的稳定性。

  据介绍,其上层独有的面向取向分子排列表现出了与钙钛矿材料良好的黏附特性,从而提高了钙钛矿/空穴传输层的界面机械强度。通过该策略,研究团队实现了第三方机构认证得到器件性能超过26%的光电转化效率,所加工的实验室级别钙钛矿太阳能电池器件通过了国际电工协会IEC61215:2016和国际有机光伏稳定性协会(ISOS)制定的行业标准:经过2000个小时湿热稳定性测试,基于自组装双分子层的冠军器件仅衰减原始效率的4%;同时经过1200个-40oC到85oC热循环稳定性测试,其相比原始效率仅衰减3%。

西安交大开发高效且热稳定的反式钙钛矿太阳能电池

图a,自组装双分子层的结构示意图;图b,基于自组装双分子层的器件照片

  该研究成果以“耐热应力稳定的自组装双分子层钙钛矿太阳能电池”为题发表在国际能源领域顶级期刊《自然能源》上,西安交通大学金属材料强度全国重点实验室马伟教授、刘宇航教授、瑞士洛桑联邦理工大学Michael Graetzel教授、华中科技大学李雄教授、尤帅博士为共同通讯作者。西安交通大学金属材料强度全国重点实验室为第一通讯单位。(蔡琳)

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 来中国科技馆,和科学家击掌!

  • 理响中国·幸福有“理”

独家策划

推荐阅读
当前全球生态环境挑战日益严峻,科技创新是应对可持续发展挑战的核心力量。
2026-10-16 16:29
10月16日是第四十六个世界粮食日,所在周是全国粮食安全宣传周,主题为“创新当下,粮安未来”。从良种选育、智能农机到数字农业、精准储运,创新正成为粮食增产、节粮减损、营养提升的关键引擎。即日起,光明网联合科普中国推出系列科普视频,深入解读科技创新绘就的粮安答卷。
2026-10-16 08:46
在显示技术升级与人工智能赋能的双重驱动下,行业正跳出传统数字阅读的固有边界
2026-10-16 08:45
打造集技术研发、模型训练、系统验证及场景测试于一体的创新基地,推动人形机器人及具身智能技术从实验室研发阶段走向大规模产业应用。
2026-10-16 08:39
工业和信息化部、中央网信办、市场监管总局高度重视,在前期调查工作基础上,成立联合调查组开展核查,并依法依规处理。有关情况将及时公布。
2026-10-16 08:40
大会延续“零碳·科技”永久主题,以“智储新程 绿动全球”为年度主题
2026-10-16 08:35
“戈壁荒滩老风口,飞沙走石雁不留。托里县老风口蝶变的三部曲,为生态脆弱地区推动高质量发展、树立和践行正确政绩观,提供了深刻启示。树立和践行正确政绩观,就要算大账、算长远账、算整体账,既做显功、也做潜功,把生态优势转化为发展优势、民生福祉。
2026-10-15 09:51
常压下,水到0℃会结冰,这就是人们熟悉的相变,0℃即是相变的临界点。两篇论文的共同通讯作者、宁波东方理工大学助理教授余雪佳,把这个难题比作“在沸水中完好保存一件冰雕”。
2026-10-15 09:49
长久以来,古生物学界与教科书普遍认为琥珀皆源自种子植物(裸子或被子植物),最古老的确切记录定格在美国约3.2亿年前的石炭纪晚期。
2026-10-15 09:48
在芯片制造、航空发动机等高端硬核制造领域,技术迭代具有长周期、累积性、阶梯式特征,遵循循序渐进、层层突破的线性攻关规律。新征程上,持续深耕创新生态建设、迭代升级现代化创新体系,必能培育形成扎根中国、联通世界、内生增长、开放共生的创新新格局。
2026-10-15 09:46
受困于“小散弱”的格局,长期以来,我国科技期刊在国际学术传播体系中缺少属于自己的“拳头产品”与平台话语权——“在精品化发展方面,经过70余年积淀,我国已形成以《中国科学》《科学通报》《国家科学评论》等刊群为代表的高水平期刊方阵。
2026-10-15 09:45
AI时代,科研的“源头活水”是什么?不是算力,不是数据,而是人对未知世界的好奇与追问。
2026-10-14 11:28
截至8月末,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数7.04亿户,比上年末净增1365万户;三家基础电信企业及中国广电的移动电话用户总数18.49亿户,其中5G移动电话用户13.11亿户。
2026-10-14 09:34
自然资源部会同国家发展改革委12日发布《矿产资源目录》。自然资源部矿产资源保护监督司负责人表示,矿产资源目录是矿产资源管理制度的重要基础,是制定矿产资源规划、实施矿业权管理、规范矿产资源勘查开采行为、征缴矿产资源税费、制定产业政策等工作的依据。
2026-10-14 09:40
与共康村相邻的巴达村,是第一批参与试种的村,也是西藏首个高海拔水稻实测亩产破千斤的村子,村民把“海拔3175米种水稻”写进村史。一粒水稻种子,不只改写了亩产数字,更改变了“西藏水稻只能在察隅、墨脱海拔1500米以下种植”的历史,为高原水稻纳入地方主粮增添可能。
2026-10-14 09:41
如今,AI正改变许多行业的底层逻辑,固守单一思维模式将面临严峻挑战,文理兼备、跨界融合才是稀缺能力——既有理科生的技术思维和逻辑能力,又有文科生的人文洞察和情感素养。未来更有竞争力的,可能不是最典型的文科生或理科生,而是既有专业深度,又能跨学科解决问题的人。
2026-10-14 09:48
不久前,在海南三亚崖州湾科技城,一场名为“青年π”的海洋主题对话临海开讲。高频下潜试出的不只有装备可靠性,也不断刷新人们对深海的认识。同一园区,由哈尔滨工程大学南海研究院孵化的海南水之声海洋科技有限公司,正给海洋装备搭水下“Wi-Fi”。
2026-10-14 09:49
目前各地正在开展流感疫苗接种。今年开始,国家对农村地区“一老一小”重点人群实施免费接种等相关支持性政策。为什么要接种流感疫苗?去年接种过,今年是否还需要接种?到哪里接种?
2026-10-13 10:03
我国城市盲道总里程以万公里计,公共场所无障碍设施持续铺开。数字世界的“盲道”畅通起来。精神文化的“视界”也在扩大。中国传媒大学师生发起的“光明影院”项目,近十年间每年制作上百部无障碍电影,把电影送到视障朋友耳边,今年还走进联合国教科文组织总部举办专场放映。
2026-10-13 10:01
记者近期从中国互联网络信息中心获悉:截至今年上半年,我国生成式人工智能用户规模超7亿人,普及率超50%。
2026-10-13 09:58
加载更多