深圳新聞網(wǎng)2025年10月22日訊(深圳特區(qū)報(bào)記者 李麗)日前,深圳理工大學(xué)材料科學(xué)與能源工程學(xué)院副教授白楊聯(lián)合云南大學(xué)教授張文華、香港理工大學(xué)助理教授楊光,在國(guó)際頂刊《先進(jìn)材料》Advanced Materials上發(fā)表最新成果,創(chuàng)新性地引入新型配體鹽酸丙二脒(MAMCl),成功攻克了寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池效率與穩(wěn)定性的核心難題,推動(dòng)全鈣鈦礦疊層電池效率突破至29.0%(認(rèn)證值為28.06%),為新一代光伏技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。
太陽能電池是一種利用太陽能發(fā)電的裝置。其中,全鈣鈦礦疊層太陽能電池被視為光伏領(lǐng)域的下一代核心技術(shù),但在應(yīng)用中,其電池開路電壓與使用壽命始終得不到保證。業(yè)界嘗試了多種改良方案,期待能找到同步解決取向、應(yīng)變、電荷傳輸三大問題的一體化方案。
面對(duì)挑戰(zhàn),研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑,從分子設(shè)計(jì)源頭出發(fā),提出“雙齒錨定”創(chuàng)新思路,成功篩選出新型配體MAMCl,其獨(dú)特分子結(jié)構(gòu)通過短碳鏈連接酰胺與脒端基,與鈣鈦礦中的鉛離子表現(xiàn)出強(qiáng)大的結(jié)合親和力。在器件性能測(cè)試中,當(dāng)其集成到疊層器件中時(shí),可獲得高達(dá)29.0%的效率,這意味著它能把更多的陽光變成電能;且封裝后的疊層電池在連續(xù)光照和最大功率點(diǎn)跟蹤下,運(yùn)行700小時(shí)后仍保持93%以上的初始效率,1320小時(shí)后效率維持率超過80%,遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平,其性能與穩(wěn)定性均彰顯出巨大的商業(yè)化價(jià)值——該成果不僅攻克了寬帶隙鈣鈦礦“取向調(diào)控與應(yīng)變緩解難以協(xié)同”的國(guó)際難題,更提出全新的“雙齒配體協(xié)同調(diào)控”策略,打破了傳統(tǒng)添加劑的性能桎梏,為高效、穩(wěn)定鈣鈦礦光伏器件研發(fā)提供了全新設(shè)計(jì)范式。