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    合成分子提升鈣鈦礦太陽能電池效率和壽命

    2025-04-25 13:22:06 太陽能發電網

    由沙特阿卜杜拉國王科技大學科學家領銜的國際團隊,通過在鈣鈦礦太陽能電池中引入名為CPMAC的合成分子,實現了電池能源轉化效率與使用壽命的雙重提升。相關論文發表于新一期《科學》雜志。

    CPMAC是一種基于巴克敏斯特富勒烯(C60)衍生的離子鹽。作為由60個碳原子構成的黑色固體,C60長期以來是制備高效鈣鈦礦太陽能電池的關鍵組分。然而,C60雖是鈣鈦礦太陽能電池材料的首選,但其與鈣鈦礦材料間微弱的范德華力作用,導致界面結合不足,最終影響電池的長期穩定性和壽命。

    為破解這一難題,團隊創新性地設計出源自C60的離子鹽CPMAC。它會與鈣鈦礦形成離子鍵,強化界面結合力,從而顯著提高鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。

    實驗數據顯示,采用CPMAC的電池功率轉換效率較傳統C60電池提升0.6%。團隊表示,不要小看這不到1%的進步,對于年發電量1吉瓦的電站而言,相當于增加了5000戶家庭的供電。

    此外,在嚴苛的環境測試中,CPMAC電池展現出更優異的穩定性。實驗數據顯示,當在高溫高濕環境下持續運行2000小時后,其效率衰減幅度僅為C60電池的三分之一。這種優勢在由4個電池組成的模塊化測試中(模擬實際太陽能板結構)表現得更為顯著。

    團隊強調,CPMAC的奧秘在于其獨特的化學特性。它通過與鈣鈦礦形成強效離子鍵,取代了原先不牢固的分子間作用力,從而顯著減少了電子傳輸層的缺陷。

     

    作者: 來源:科技日報 責任編輯:jianping

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