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 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 浙江安吉:暑期乡村文旅热

  • 北京:机器人在公园“上岗”

独家策划

推荐阅读
这不只是一幅地质图,还是一套中国自主的图例标准。
2026-08-07 09:48
最近不少“中国神器”在全球刷屏。这些出圈的国货新品,早已摆脱低端代工、低价走量的旧标签,折射出中国制造的创新迭代与品质跃升。国货新品不断出圈、新产业蓬勃发展的背后,是中国制造的硬核实力。
2026-08-07 09:47
今年7月,国家药监局批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。5月,恒瑞医药与百时美施贵宝达成新药授权合作,确定性付款9.5亿美元……今年以来,我国新药的好消息不断。
2026-08-07 09:47
在数据要素赋能方面,2025年国家数据局发布了100个公共数据“跑起来”示范场景,联合19个部门组织举办2025年“数据要素×”大赛并发布241个典型案例。
2026-08-07 09:46
近日,北京市14家市属公园陆续迎来多款机器人“新员工”,它们在公园“上岗”,承担清洁清扫、智慧巡检、问询导览、水面救援、绿化养护、生态监测等多项任务,将智慧服务融入公共生活。
2026-08-07 03:10
团队攻克了满足多功能、智能化的海缆敷设双通道布缆作业系统设计技术,使作业系统具备高度自动化和智能化水平。
2026-08-06 09:48
近日,云深处自主研发生产的四足机器人完成海关通关后出口瑞士,用于当地厂区安防、地下管网隐患排查等业务场景。“核电安全标准严苛,产品能够在瑞士核电站成功落地,充分印证国产机器人的稳定性和可靠性,我们已达成扩产合作意向。
2026-08-06 09:48
记者6日从中国科学院高能物理所获悉,我国科研人员领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,历经15年实验研究,首次证明一类全新物质形态——胶球的存在。
2026-08-06 09:47
记者5日从中国科学院近代物理研究所获悉,该所科研团队与合作者依托强流重离子加速器装置(HIAF),成功产生并鉴别了稀有原子核铪-153。实验中,团队利用HIAF增强器提供的铋-209束流轰击石墨靶,通过弹核碎裂反应产生放射性核素。
2026-08-06 09:47
记者日前从陆军军医大学新桥医院血液病医学中心获悉,由该中心张曦教授和宋清晓研究员领衔的研究团队,首次揭示了皮肤慢性移植物抗宿主病(cGVHD)“久治难愈”的核心机制,找到了打破纤维化恶性循环的关键“开关”。
2026-08-06 02:30
最初,动画和实拍泾渭分明,然而随着手工转描、仿真合成、运动捕捉这类手段的引入,动画和实拍开始相互渗透。AI对动画与实拍的缝合,会将影像艺术彻底引向“泛动画”的时代。
2026-08-05 09:33
衣服透气不闷汗、个性化定制汽车交付快、人形机器人型号多,商品性能更好、生产效率更高、创新活力更足……近年来,这些生产生活中的变化,折射出纳米制造、柔性制造、共享制造等新趋势。
2026-08-05 09:26
在这样的微观世界里,科学家操控原子和分子,设计制造具有特殊性能的新材料、新器件,这就是纳米制造。目前,纳米制造已经实现在原子分子量级设计新材料,按需定制材料的储能、催化、防腐、导电等特性,突破传统制造的性能天花板。
2026-08-05 09:26
近日,中国农业科学院都市农业研究所联合国内外科研单位,发现了改良生菜体内的营养和风味物质的基因密码。生菜在被人类驯化与改良的漫长过程中,口感和营养发生显著变化,这背后离不开关键基因的“调控”。
2026-08-05 09:24
当地时间3日,在意大利佛罗伦萨举办的第46届国际空间研究委员会(COSPAR)科学大会上,中国气象局王劲松研究员荣获威廉·诺德伯格奖章。王劲松是首位获此殊荣的中国科学家,并同步获得一颗小行星命名。此次获奖表明,我国空间科学与应用领域研究成果获得国际学术界高度认可。
2026-08-05 07:40
石墨烯,单层碳原子排成的蜂窝薄膜,薄到极致。但把它一层层摞起来时,层与层之间如何错位——用专业术语叫作堆垛方式——会彻底改写材料的“脾气”。
2026-08-04 03:05
中国石化重庆川维化工公司5万吨/年特种聚乙烯醇(PVA)树脂装置日前顺利一次开车成功并产出合格产品,首批货品已发往欧洲。至此,川维化工PVA总产能达21万吨/年,跃居全球单一工厂中最大的高端PVA生产基地。
2026-08-04 03:05
菱方堆垛的石墨烯有一个天然“超能力”:电子彼此间的相互作用强,集体表现出超导、磁性等奇特行为。这在物理学上叫“强电子关联”——电子不再是各自乱跑的粒子,而是有着充分沟通的步调一致的集体,像一支训练有素的“乐队”。
2026-08-04 03:05
今年上半年,人工智能领域一系列标志性成果密集落地。在技术、应用、生态、治理的协力牵引下,人工智能产业迸发出前所未有的发展活力,赋能实体经济的成效持续凸显。
2026-08-04 09:31
近日,由人力资源社会保障部、安徽省人民政府共同主办的“创赢未来”创业大赛(以下简称“大赛”)全国赛在安徽合肥圆满收官。在大赛同步举办的创业安徽成果展区,一瓶瓶单原子农药整齐陈列,它们同样是“人工智能+创业”的杰作。
2026-08-04 09:31
加载更多