2025-11-26 09:27
新加坡国立大学科学家研制出一种耐热钙钛矿-硅叠层太阳能电池。该电池不仅光电转换效率超过34%，更在65℃高温下连续运行1200小时后，性能几乎保持不变。相关研究成果发表于最新一期《科学》杂志。
目前，硅基太阳能电池已广泛应用于全球各地的屋顶与田野，但其性能正逐渐逼近理论极限。为提升发电效率，科学家让硅与极具潜力的材料——钙钛矿“联姻”，形成叠层结构，以期在同一面积内吸收更多阳光、产生更多电力。这类被称为“钙钛矿-硅叠层太阳能电池”的混合器件，虽已实现接近35%的转换效率，但其长期稳定性仍是制约发展的瓶颈问题之一。
以往研究多将此类电池性能衰减归因于钙钛矿材料本身，而最新研究发现，问题出在连接钙钛矿与硅层的超薄分子层上。团队制备出一款高效钙钛矿-硅叠层太阳能电池，并在持续光照与高温下测试其表现。结果显示，钙钛矿本身性能稳定，但负责在层间传输电荷的“空穴传输层”，即自组装单层(SAM)却开始失效。SAM在受热时会逐渐失去有序结构，扰乱电流通路，导致电池性能下降。
为解决这一问题，团队研发出一种新型SAM，并在此基础上设计出新型叠层太阳能电池。测试结果显示，其光电转化效率突破34%。而且，在65℃高温环境中连续运行1200小时后，该电池仍能保持96%以上的初始性能，这在钙钛矿太阳能电池中实属难得。
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