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英國曼徹斯特大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一種小分子脒配體，宛如“分子膠水”，可將鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)牢牢黏合，從而提升鈣鈦礦太陽能電池的性能特別是穩(wěn)定性，為突破該技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸帶來新希望。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《科學(xué)》雜志。
借助這一創(chuàng)新策略，團(tuán)隊(duì)研制出的鈣鈦礦太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)25.4%。在85℃全日照條件下持續(xù)運(yùn)行1100小時(shí)后，電池效率仍保持初始值的95%以上，展現(xiàn)出卓越的光熱穩(wěn)定性。
鈣鈦礦材料素有“下一代光伏明星”之稱，被視為傳統(tǒng)硅基太陽能電池的有力競爭者，其成本更低、重量更輕、柔性更強(qiáng)。然而，鈣鈦礦材料長期穩(wěn)定性差、易在高溫或光照下退化，成為制約其產(chǎn)業(yè)化的核心難題。
在最新研究中，團(tuán)隊(duì)通過精細(xì)調(diào)控覆蓋在鈣鈦礦表面的分子層，巧妙引入特制的脒配體“分子膠水”，構(gòu)建起高度有序的保護(hù)界面。這層結(jié)構(gòu)不僅致密平滑，還能有效抑制缺陷生成，促進(jìn)電荷高效傳輸，同時(shí)阻隔外界環(huán)境對(duì)材料的侵蝕。
團(tuán)隊(duì)表示，這種“分子膠水”不僅能引導(dǎo)高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的可控生長，更能大幅提升器件耐久性，有望破解鈣鈦礦電池走向大規(guī)模商用的主要難點(diǎn)問題。
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