韓國(guó)大韓民國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(DGIST)的崔鐘敏(Choi Jong-min)教授團(tuán)隊(duì)與韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)自旋電子學(xué)中心的Moon Byung-joon博士團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)發(fā)出了一種利用氫鍵添加劑大幅提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的新技術(shù)。這項(xiàng)研究成果于2024年9月13日在國(guó)際知名期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》上發(fā)表，并選為下一期的封面論文。
鈣鈦礦作為一種有前景的太陽(yáng)能電池材料，具有高效率和易于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。然而，其制造溶液容易隨時(shí)間分解，導(dǎo)致雜質(zhì)形成，影響電池性能，尤其在高溫下性能下降更快。為解決這一問(wèn)題，崔教授團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦溶液中引入了氫鍵添加劑。這種添加劑通過(guò)氫鍵與有機(jī)物質(zhì)相互作用，有效保護(hù)太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵部件，延長(zhǎng)其使用壽命。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用儲(chǔ)存140天的含氫鍵添加劑溶液生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池，與使用新鮮制備的溶液生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池效率幾乎相同，達(dá)到了96.7%。此外，該添加劑還能最大程度減少太陽(yáng)能電池內(nèi)部缺陷，將功率轉(zhuǎn)換效率從22.61%提高到24.31%。更重要的是，該太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性，在85度高溫下暴露72.5天后仍能保持初始性能的98%以上。
崔教授表示：“這項(xiàng)研究表明，傳統(tǒng)鈣鈦礦溶液工藝中離子容易受損的問(wèn)題可以通過(guò)使用氫鍵添加劑來(lái)解決。我們相信這種添加劑將在克服太陽(yáng)能電池商業(yè)化所面臨的熱不穩(wěn)定性挑戰(zhàn)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。”
該研究得到了國(guó)家科學(xué)技術(shù)研究委員會(huì)的創(chuàng)意融合研究項(xiàng)目、大韓民國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院的研發(fā)計(jì)劃和韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院的機(jī)構(gòu)計(jì)劃的支持。
