嶺大跨學科學院學者聯合研發嶄新策略 實現高效穩定反式鈣鈦礦太陽能電池 成果發表於國際最頂級學術期刊《自然》
terry 香港2025年11月12日 /美通社/ — 高效率、低製造成本的鈣鈦礦太陽能電池（perovskite solar cells）被視為革命性光伏技術，可進一步降低發電成本，推動綠色可再生能源產業的發展與減碳目標。然而，當前高效鈣鈦礦太陽能電池仍面臨嚴峻的穩定性挑戰，尤其是在高溫條件下長時間連續執行，嚴重阻礙該技術的商業化程序。 圖為本課題所製備的面積為1平方釐米的反式鈣鈦礦太陽能電池。 嶺南大學（嶺大）跨學科學院助理教授吳聖釩教授參與香港城市大學、中科院深圳先進技術研究院以及吉林大學團隊，開發出一種「自組裝單分子層（self-assembled monolayers, SAMs）穩定策略」，可大幅提升高效鈣鈦礦太陽能電池的高溫執行穩定性，進而提升鈣鈦礦光伏的商業可行性。吳聖釩教授為共同通訊作者，有關論文發表於國際頂級學術期刊《自然》（Nature）。這是嶺南大學跨學科學院首次以通訊作者身份在《自然》發表文章。 研究團隊透過設計「可交聯的自組裝分子」（JJ24），並與既有的空穴選擇性SAM分子共組裝，在經過160 ℃短時加熱後，JJ24與鄰近空穴選擇性SAM分子中的烷基鏈形成穩定共價鍵。該策略同時帶來三項裨益：一是顯著提升SAM分子構象穩定性，避免襯底暴露所引發的鈣鈦礦降解；二是改善SAM分子取向與偶極矩，使襯底功函式下移，以此增強電荷提取和減少能量損失；三是幫助SAM前驅體溶液中的溶質分散，改善SAM在襯底上的緻密度，以提升器件重現性與可擴充套件性。 基於上述嶄新方法製備的反式鈣鈦礦太陽能電池，實現了百分之26.98的能量轉換效率，經第三方權威機構認證效率為百分之26.82。而且在國際電工委員會（IEC）制定的嚴苛穩定性測試標準下（ISOS-L-2），實現了連續執行1000小時無效率衰減，並於-40 ℃至85 ℃之間重複冷熱迴圈700次後，仍保持超過百分之98的初始效率。…
閱讀更多