針對鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池高溫工作(zuo)條(tiao)件下(xia)運行穩定(ding)性(xing)差這一領(ling)域難題(ti)，南開大學(xue)(xue)化(hua)學(xue)(xue)學(xue)(xue)院袁明鑒(jian)教授帶(dai)領(ling)課題(ti)組開展高水平國際合(he)作(zuo)研(yan)究，成(cheng)功制備出(chu)兼(jian)具高能(neng)量轉換效(xiao)率(lv)與高運行穩定(ding)性(xing)的鈣(gai)鈦(tai)礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池器件，標志著新一代光(guang)伏技術取得重(zhong)大突(tu)破。

9月30日晚,《自然》雜(za)志以“兼具高(gao)效熱穩定性的甲(jia)脒銫組(zu)分(fen)鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽能電池”為題，發表了這項研究成(cheng)果。

結晶路徑轉變策略實(shi)現高效率高溫工況穩定(ding)鈣(gai)鈦礦太陽能電池。

鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦是(shi)一類具有獨特(te)晶體(ti)結(jie)構的(de)(de)材料(liao)，廣泛應用(yong)(yong)于新(xin)(xin)型太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)等半導體(ti)器件。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)作為第(di)三代光伏(fu)(fu)技(ji)術，其(qi)獨特(te)的(de)(de)柔性(xing)兼容性(xing)與大面(mian)積制(zhi)備潛(qian)力(li)，為光伏(fu)(fu)、物(wu)聯網、新(xin)(xin)能(neng)(neng)源汽車乃(nai)至航天(tian)航空等領(ling)域帶(dai)來前(qian)所未有的(de)(de)機遇。可這(zhe)種新(xin)(xin)型太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)一直是(shi)限制(zhi)其(qi)大規模商業應用(yong)(yong)的(de)(de)關(guan)鍵因(yin)素。鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦材料(liao)作為電(dian)池(chi)的(de)(de)吸光層(ceng)，其(qi)穩(wen)定性(xing)受外界(jie)環(huan)境(jing)因(yin)素影響顯(xian)(xian)著。目前(qian)，高性(xing)能(neng)(neng)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)陽能(neng)(neng)電(dian)池(chi)在(zai)制(zhi)備過程中往往需要依(yi)賴易揮發(fa)的(de)(de)有機胺鹽添加(jia)劑來穩(wen)定物(wu)相并調控結(jie)晶。然而，這(zhe)種添加(jia)劑在(zai)高溫條(tiao)件下極易分解，引發(fa)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦薄(bo)膜化(hua)學組分失衡，進而顯(xian)(xian)著降低電(dian)池(chi)在(zai)高溫工況(kuang)下的(de)(de)運行穩(wen)定性(xing)。

針對這一難題(ti)，袁明鑒帶(dai)領研究(jiu)團(tuan)隊結合(he)理(li)論預測，發展了一種具有更高(gao)熱(re)穩(wen)定性的(de)(de)合(he)金鈣鈦(tai)(tai)礦制備策略，該策略徹(che)底解決(jue)甲脒(mi)銫(se)組分鈣鈦(tai)(tai)礦薄膜(mo)組分不均一的(de)(de)問題(ti)。利用該策略制備的(de)(de)鈣鈦(tai)(tai)礦太陽能電池器件，展現出世(shi)界一流的(de)(de)能量轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率與高(gao)溫工況穩(wen)定性。

“此項(xiang)研究不(bu)僅為鈣鈦(tai)礦(kuang)太(tai)陽能(neng)電(dian)池的(de)穩定(ding)性提升奠(dian)定(ding)了堅實的(de)技術基礎，也(ye)為光伏(fu)技術的(de)進一步(bu)實用化(hua)和(he)商業化(hua)開辟了廣(guang)闊前景，對推動(dong)全球能(neng)源結構的(de)綠色(se)轉型具有深(shen)遠意義。”袁明鑒(jian)說。

袁明鑒(jian)表示，目前研(yan)(yan)究團隊正通過校(xiao)企合作，積極推(tui)進符合產(chan)業化需求的高性能鈣鈦礦(kuang)太陽能電池模(mo)組的研(yan)(yan)發，力求盡快推(tui)動研(yan)(yan)究成果的實際應(ying)用(yong)與產(chan)業化落地。