光电转化率达26.1% 钙钛矿电池获得新成果
- 2023年11月03日 14:32:46来源：化工仪器网点击：5389
【化工仪器网 项目成果】随着新能源产业的不断崛起，越来越多的清洁能源技术开始被关注，其中颇具代表性的便是太阳能。作为人类现阶段变可以有效利用的清洁能源之一，太阳能具有能量大、半永久、清洁、广泛等优点，并且从技术侧面来说，太阳能的使用门槛相对较低，具体到产业上就是相对规模下的装机成本低、运维成本低。
但即便如此，太阳能的实际运用却依旧存在许多难题，并且这些难题许多恰恰也反映在设备之上。事实上，即便是如今，太阳能电池的光伏转化效率以及不算高，这也就导致了太阳能利用设备的建设非常依赖地域与环境，并且本身太阳能电池是存在损耗的，废弃电池存在的污染难题也需要考虑进去。而这些问题依旧引出了目前太阳能的两个重要发展方向——太阳能电池材料及其转化率。
目前，常见的太阳能电池使用的是用半导体硅﹑硒等材料，理论转化率大概是25%，实际转化率大概在22%以上。而第三代太阳能电池则把目光聚焦到钙钛矿上。钙钛矿是指一类陶瓷氧化物用它来制造太阳能电池，不但成本更低，制造难度更低，其可扩展性还更强。但是相较于目前常见的太阳能电池，这种有一个较为严重的问题——转换效率和稳定性。也正因如此，近年来，钙钛矿电池效率的提升速度明显放缓，相关项目也进入了“瓶颈期”。
但就在最近，中国科学院合肥物质科学研究院似乎找到了突破口。据悉，该院潘旭研究员和田兴友研究员团队与国内外科研工作者合作，发现了钙钛矿电池性能较低的主要原因是因为钙钛矿阳离子面外分布不均匀。并且该团队还通过设计添加剂均匀化钙钛矿薄膜相分布，成功将钙钛矿电池的光电转换效率提升到了26.1%。而这同时也为深入研究阳离子面外方向分布提供了一定的基础。
而帮助团队实现这一突破的，则是掠入射X射线衍射技术以及透射电镜。研究团队通过掠入射X射线衍射与薄膜截面的透射电镜分析，证明了在薄膜底部存在面间距较小的晶相，并且在薄膜底部显示出与富Cs钙钛矿相关的特征信号。简单的说就是可视化验证了钙钛矿薄膜的阳离子组分在面外不均匀分布。
在此基础上，研究团队设计出了均匀化的钙钛矿薄膜，并通过实验证明了薄膜的作用。据悉，新研制的反式钙钛矿太阳电池在2500小时最大功率电追踪后仍保持了可靠运行稳定性。
尽管，这项研究并不能立刻将钙钛矿太阳电池带进我们的生活，但是却成功了解决发展钙钛矿太阳其中一个根本难题，为后续太阳电池的发展打开的方向。或许，未来这类电池，真的会进入我们的生活。
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