高效穩定！我國成功突破這一關鍵瓶頸

◎ 科技日報記者 楊侖

6月27日，記者從中國科學院長春應用化學研究所獲悉，該所秦川江、王利祥研究團隊在新型有機自組裝分子設計及其在鈣鈦礦太陽能電池中的應用研究中取得重大突破。研究團隊首次開發出一種高效、穩定且分散性優異的雙自由基自組裝分子材料，顯著提升了鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率、運行穩定性和大面積加工均勻性。 相關成果日前發表在國際期刊《科學》上。

鈣鈦礦太陽能電池因其高效率、低成本以及可溶液加工等優勢，被廣泛認為是下一代光伏技術的核心方向。但其在產業化進程中面臨著關鍵瓶頸。

科研人員引入給受體共軛設計策略，成功開發了一種開殼雙自由基自組裝分子。評估結果表明，雙自由基分子的載流子傳輸速率是傳統材料的2倍以上，并且在模擬工況條件下表現出極高的穩定性。

基于上述新材料的鈣鈦礦太陽能電池效率達到了世界頂尖水平，小面積器件實現了26.3%的光電轉換效率，微組件效率達到23.6%，鈣鈦礦—晶硅疊層電池效率突破34.2%，獲美國國家可再生能源實驗室認證。同時，所開發材料及器件表現出優異的穩定性，在持續運行數千小時后幾乎無性能衰減，遠超傳統材料及器件的表現。該研究為下一代高效穩定鈣鈦礦光伏組件的產業化注入核心驅動力。