研究出新型太陽能電池材料

 “這項研究為實現(xiàn)高性能和穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池提供了有機間隔分子設(shè)計的新視角，”主持該研究的趙基元教授說。他補充說：“預(yù)計它將成為可有助于鈣鈦礦太陽能電池技術(shù)商業(yè)化的一種源技術(shù)。”

鈣鈦礦太陽能電池以其低廉的加工成本和出色的光伏質(zhì)量而作為下一代太陽能電池材料備受關(guān)注。但是，由于它們的關(guān)鍵材料鈣鈦礦易受光和潮的影響，因此很難將它們商業(yè)化。

近，POSTECH研究團(tuán)隊開發(fā)了一種有機間隔分子添加劑，可以同時提高光電效率和鈣鈦礦的穩(wěn)定性。

由趙基元教授和博士領(lǐng)導(dǎo)的POSTECH研究團(tuán)隊。化學(xué)工程系的候選人Sungwon Song成功地制造出了高效且穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池，方法是大幅降低晶體內(nèi)部缺陷的濃度，并通過引入新的有機間隔分子添加劑來提高鈣鈦礦的耐濕性在鈣鈦礦晶體中。該研究作為封面文章發(fā)表在-新一期的《*能源材料》上，《*能源材料》是能源領(lǐng)域-權(quán)-威的期刊之一。

通過添加有機間隔離子來解決該問題，研究團(tuán)隊開發(fā)了一種混合鈣鈦礦光伏層，其中二維和三維鈣鈦礦共存。有機間隔物在3-D鈣鈦礦晶體的表面上產(chǎn)生二維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)由于其排斥水的特性而充當(dāng)增加對濕氣的抵抗力的穩(wěn)定層。

另外，*發(fā)現(xiàn)這種新引入的有機間隔物使二維和三維鈣鈦礦晶體界面的機械應(yīng)力小化，從而促進(jìn)了3-D鈣鈦礦晶體的核生成和生長。結(jié)果，大大減少了光反應(yīng)層(3-D鈣鈦礦晶體)的內(nèi)部缺陷。

該研究小組開發(fā)的太陽能電池實現(xiàn)了21.3%的效率，并確保了水分穩(wěn)定性，即使在60%的相對濕度條件下經(jīng)過500小時也能保持其初始效率的80%以上。