來源：維度網(wǎng)-科技創(chuàng)新

新加坡國立大學研究團隊在提升鈣鈦礦硅串聯(lián)太陽能電池穩(wěn)定性方面取得突破。通過改良層間連接材料的結(jié)構(gòu)設計，該團隊成功使電池在65攝氏度持續(xù)運行1200小時后仍保持96%以上的初始性能。這項研究成果發(fā)表于《科學》雜志。

新加坡國立大學研究人員張博學博士(左)、樸素敏助理教授(中)和魏明陽助理教授(右)

傳統(tǒng)硅基太陽能電池效率已接近理論極限，而鈣鈦礦硅串聯(lián)太陽能電池通過材料組合可實現(xiàn)更高光電轉(zhuǎn)換效率。然而，層間連接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題一直制約其商業(yè)化應用。研究團隊發(fā)現(xiàn)，鈣鈦礦與硅層之間的自組裝單分子層在高溫下容易結(jié)構(gòu)失效，導致性能衰減。

研究負責人樸素敏助理教授表示：“我們著重加強了最薄弱的環(huán)節(jié)——兩種材料之間的超薄分子層。”團隊開發(fā)出新型交聯(lián)結(jié)構(gòu)分子層，通過化學鍵形成穩(wěn)定網(wǎng)絡，顯著提升耐熱性。改進后的鈣鈦礦硅串聯(lián)太陽能電池效率超過34%，并獲得獨立認證機構(gòu)33.6%的效率確認。

共同通訊作者魏明陽助理教授指出：“傳統(tǒng)自組裝單分子層在高溫下會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷，阻礙電荷傳輸。新型交聯(lián)設計有效維持了層間界面的穩(wěn)定性。”該研究為解決鈣鈦礦硅串聯(lián)太陽能電池長期運行可靠性問題提供了新方案。

研究團隊下一步計劃在新加坡熱帶氣候條件下進行原型測試，并推進模塊化放大研究。這項突破為開發(fā)兼具高效率與長壽命的新型太陽能電池奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

更多信息： Boxue Zhang 等人，《用于鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池穩(wěn)定運行的交聯(lián)分子接觸》，《科學》(2025)。期刊信息： 科學

審核編輯 黃宇