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我國(guó)學(xué)者合成新分子大幅提升鈣鈦礦電池穩(wěn)定性

發(fā)布時(shí)間:2024-07-29 14:13:32 | 來(lái)源:新華網(wǎng) | 作者: | 責(zé)任編輯:趙茜

我國(guó)學(xué)者合成一種全碳基新型結(jié)構(gòu)分子,用于制備“倒置鈣鈦礦電池”器件后,可在不犧牲器件效率的前提下,大幅度提升電池器件的穩(wěn)定性。相關(guān)成果由西湖大學(xué)工學(xué)院王睿實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合浙江大學(xué)薛晶晶實(shí)驗(yàn)室完成,24日發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》。

據(jù)介紹,典型的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)共有五層,自電池表面到內(nèi)部為:透明導(dǎo)電氧化物、電子傳輸層、鈣鈦礦光吸收層、空穴選擇接觸層、金屬電極。在“倒置鈣鈦礦電池”中,電子傳輸層和空穴選擇接觸層的位置發(fā)生對(duì)調(diào)。

“效率、穩(wěn)定性,是評(píng)判鈣鈦礦電池‘表現(xiàn)’的兩個(gè)最關(guān)鍵的維度。”論文通訊作者、西湖大學(xué)特聘研究員王睿表示,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),“倒置鈣鈦礦電池”可以提升性能,但存在“休眠火山”式的缺陷,不夠穩(wěn)定,隨時(shí)可能發(fā)生“故障”。這個(gè)問(wèn)題和電池中空穴選擇接觸層的分子材料有關(guān)。

圖為基于全碳基結(jié)構(gòu)“芘核”合成的新型分子“Py3”。(朱丹陽(yáng) 攝)   

研究團(tuán)隊(duì)跳出目前分子設(shè)計(jì)的化學(xué)框架,合成了一種基于全碳基結(jié)構(gòu)“芘核”的新型分子“Py3”,并基于這種分子開發(fā)出空穴選擇接觸層的新型結(jié)構(gòu)。   

研究人員表示,基于多項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的老化測(cè)試顯示,以新型分子“Py3”構(gòu)筑的“倒置鈣鈦礦電池”器件具有優(yōu)異的運(yùn)行穩(wěn)定性,使用壽命可超過(guò)10000小時(shí),遠(yuǎn)超目前鈣鈦礦電池3000小時(shí)左右的使用壽命。(記者 朱涵)