
這款鈣鈦礦太陽能電池采用兩層鈣鈦礦與一層硅結合的設計,其16平方厘米尺寸電池的轉換效率達到23.3%。研究團隊表示,這是目前同類尺寸器件中的較高效率。同時,其1平方厘米電池的轉換效率達到27.06%,創造了該尺寸的新紀錄。
在穩定性方面,1平方厘米電池通過了國際電工委員會的熱循環測試,在經歷200次極端溫度波動后仍保持性能。該電池在連續光照運行400多小時后,能維持95%以上的初始效率。研究負責人Anita Ho-Baillie教授表示:“這不僅證明了大型、穩定的鈣鈦礦設備是可能的,而且還展示了進一步提高效率的巨大潛力。”
研究團隊通過材料創新提升電池性能,用銣元素替代甲銨,并用二氯化哌嗪代替氟化鋰進行表面處理。這些改進減少了晶格缺陷與降解現象。在連接兩層鈣鈦礦結的架構中,研究人員采用了金納米顆粒排列方案,優化了電荷傳輸與光吸收特性。
Ho-Baillie教授指出:“這是迄今為止演示的最大的三結鈣鈦礦器件,并且已經過獨立實驗室的嚴格測試和認證。這讓我們更加有信心,這項技術可以規模化應用于實際。”這項鈣鈦礦太陽能電池研究匯集了多國科研力量,包括中國、德國和斯洛文尼亞的研究伙伴。
隨著進一步研發,這項鈣鈦礦太陽能電池技術有望為太陽能市場帶來新的發展機遇,推動低成本、高效率光伏技術的應用進程。