新型分子助力钙钛矿太阳能电池效率与寿命双提升

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城市快报网 时间:2025-04-25
钙钛矿太阳能电池效率与寿命获突破

一个国际研究团队以沙特阿卜杜拉国王科技大学为核心,成功在钙钛矿太阳能电池中引入了一种名为CPMAC的新型合成分子。这一创新使电池的能量转化效率和使用寿命均得到了显著提升。该研究已发表在最新一期的《科学》期刊上。

CPMAC是一种基于巴克敏斯特富勒烯(C60)衍生而来的离子盐。C60作为一种由60个碳原子构成的黑色固体,长期以来一直是制造高效钙钛矿太阳能电池的重要成分。然而,尽管C60在钙钛矿材料中表现优异,其与钙钛矿材料之间仅依靠微弱的范德华力结合,导致界面连接不够紧密,进而影响了电池的长期稳定性和使用寿命。

针对这一技术瓶颈,研究团队创新性地开发出了源自C60的离子盐CPMAC。这种新型分子能够与钙钛矿材料形成稳定的离子键,从而大幅增强界面结合力,并显著提升电池的稳定性。

实验数据显示,采用CPMAC技术后,电池的功率转换效率相比传统C60电池提升了0.6%。研究团队指出,这一看似微小的进步意义重大。以年发电量1吉瓦的电站为例,效率提升可额外为5000户家庭提供电力支持。

在稳定性测试中,CPMAC电池表现尤为出色。实验表明,在高温高湿环境下连续运行2000小时后,其效率衰减幅度仅为传统C60电池的三分之一。特别是在由4个电池组成的模块化测试系统(模拟实际太阳能板结构)中,这种优势更加明显。

研究团队强调,CPMAC的独特之处在于其化学性质。它通过与钙钛矿形成高效的离子键,取代了传统的分子间作用力,从而大幅降低了电子传输层的缺陷密度,显著提升了电池性能。

(责编:郝孟佳、李昉)
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