突破性进展 钙钛矿太阳能电池效率提升

2024-09-18 10:42:06作者：姚立伟

香港科技大学的科学家团队最新研发了一种弹性手性界面（chiral interface），这项创新技术能够显著提高钙钛矿太阳能电池的效率和耐用性，为该技术的商业化应用铺平了道路。

传统的硅基太阳能电池生产工艺复杂且成本高昂，而钙钛矿太阳能电池则使用低成本印刷技术制备薄膜。近年来，PSC在性能方面取得了长足进步，但仍然面临着许多实际应用中的稳定性挑战，其中包括电池层之间粘附力不足导致的界面可靠性问题。

为了解决这一问题，香港科大化学与生物工程系副教授周圆圆教授及其研究团队从天然手性材料的机械强度中获得灵感，在PSC中构建了一种前所未有的手性结构界面。他们插入了一个坚固且有弹性的异质界面，在钙钛矿吸收层与电子传输层之间加入R/S-甲基苄铵的手性夹层层。

经过200次循环测试，在-40°C至85°C温度范围内持续1200小时后，封装的太阳能电池初始功率转换效率仍保持在92%。测试遵循IEC61215标准进行。研究的第一作者、前研究资助局博士后研究员段田伟博士表示：“手性材料的迷人机械特性与其亚单元螺旋排列密切相关。这种排列酷似机械弹簧，在关键器件界面引入具有手性结构的中介层，使得钙钛矿太阳能电池在各种运行状态下具备更好的机械耐久性和适应性。”

这项创新意义重大，为太阳能产业带来了希望。随着可靠性和功率转换效率的潜在提升，未来的钙钛矿太阳能板可以在各种天气条件下更加可靠，并确保长时间持续发电。