院況簡(jiǎn)介
1949年,伴隨著(zhù)新中國的誕生,中國科學(xué)院成立。
作為國家在科學(xué)技術(shù)方面的最高學(xué)術(shù)機構和全國自然科學(xué)與高新技術(shù)的綜合研究與發(fā)展中心,建院以來(lái),中國科學(xué)院時(shí)刻牢記使命,與科學(xué)共進(jìn),與祖國同行,以國家富強、人民幸福為己任,人才輩出,碩果累累,為我國科技進(jìn)步、經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和國家安全做出了不可替代的重要貢獻。 更多簡(jiǎn)介 +
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中國科學(xué)院學(xué)部
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當地時(shí)間13日,《科學(xué)》雜志封面發(fā)表一項來(lái)自美國萊斯大學(xué)的研究成果,介紹了一種將甲脒碘基鈣鈦礦(FAPbI3)合成為超穩定、高品質(zhì)光伏薄膜的方法。在85℃的溫度下,經(jīng)過(guò)1000多個(gè)小時(shí)運行,FAPbI3太陽(yáng)能電池的整體效率下降幅度不到3%。
研究人員表示,新方法實(shí)現了迄今最佳穩定性能,關(guān)鍵是在FAPbI3前驅體溶液中添加了一些二維(2D)鈣鈦礦。這些鈣鈦礦可作為模板,引導塊狀或3D鈣鈦礦的生長(cháng),為晶格結構提供額外的壓縮力和穩定性。
研究人員解釋道,鈣鈦礦晶體有兩種破壞方式:化學(xué)上可破壞組成晶體的分子;結構上可重新排列分子以形成不同的晶體。在用于太陽(yáng)能電池的各種晶體中,化學(xué)性質(zhì)最穩定的往往結構最不穩定,反之亦然。FAPbI3屬于結構不穩定的那種。
雖然2D鈣鈦礦在化學(xué)和結構上都比FAPbI3更穩定,但它們通常不太善于捕捉光線(xiàn),因此不適合做太陽(yáng)能電池材料。不過(guò),研究人員推測,將2D鈣鈦礦作為生長(cháng)FAPbI3薄膜的模板,可能會(huì )賦予后者穩定性。為了驗證這一想法,他們開(kāi)發(fā)了4種不同類(lèi)型的2D鈣鈦礦,并用它們制作了不同的FAPbI3薄膜配方。
結果顯示,2D鈣鈦礦模板不僅提高了FAPbI3太陽(yáng)能電池的效率,還提高了電池的耐用性。沒(méi)帶2D鈣鈦礦模板的太陽(yáng)能電池在空氣中利用陽(yáng)光發(fā)電兩天后會(huì )顯著(zhù)降解,而帶有2D鈣鈦礦模板的太陽(yáng)能電池即使在20天后也不會(huì )降解。在帶有2D鈣鈦礦模板的太陽(yáng)能電池中添加封裝層,穩定性將得到進(jìn)一步提高。
新研究可降低制造成本,使結構簡(jiǎn)化的太陽(yáng)能電池板重量更輕、更靈活,可能會(huì )對光收集或光伏技術(shù)產(chǎn)生變革性影響。
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