米兰-大面积长效稳定钙钛矿电池研制获里程碑式突破—新闻—科学网

日前，国际闻名学术期刊《科学》以南京航空航天年夜学为第一兼通信单元颁发了国际前沿科学研究院郭万林、张助华和赵晓明等人的研究论文。

该论文成长了一种全新的基在气相的钙钛矿处置方式，不但冲破了曩昔液相法难以平均处置年夜面积器件的局限，并且显著晋升了电池的效力和不变性，研制出头具名积跨越200平方厘米、效力跨越18%、延续运行寿命跨越4万小时的钙钛矿电池，为钙钛矿太阳能电池走向利用奠基坚实的根本。相干要害手艺已申请发现专利。

当人类面对天气变和缓能源、水资本欠缺的挑战时，发现操纵太阳光热的新路子、晋升操纵太阳光热的能力，成为可预期的将来人类保存和可延续成长的必由之路。

当前，小面积( 0.1 平方厘米)金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSC)的光电转换效力已跨越26%，接近基在硅的贸易手艺程度。但是，PSC面对着持久运行不变性不足的困难，这使得该范畴的研究重点从晋升转换效力转向改良运行不变性。为此，科学家们成长了如液相处置方式等来钝化钙钛矿材料概况的缺点，按捺材料运行情况下的老化，从而实现了能长达数千小时不变运行的太阳能电池，但器件的尺寸仅至数平方厘米，没法知足贸易化需求。

若何在连结高的效力条件下实现年夜面积长效不变的PSC仍然是本事域的重年夜挑战。

通用的基在溶液的钙钛矿处置方式固然能显著晋升小面积器件的效力和不变性，可是面向年夜面积器件时却表示欠安，首要缘由是这类方式在处置年夜面积太阳能电池时存在由反映速度不均带来的钝化结果欠安的局限。

鉴在此，前沿院团队首创性地成长了一种全新的基在气相的处置方式——气相氟蒸汽处置方式，能在常压下与钙钛矿概况进行年夜面积平均钝化反映。与基在液相的方式分歧，气相氟化处置可以或许在全部薄膜概况实现平均的反映物散布，并构成安定的化学键，按捺缺点的构成并锚定概况四周的阴离子，进而实现了不变跨越18%，延续运行寿命跨越4万小时（等效户外运行寿命超25年），面积到达200平方厘米的钙钛矿电池，冲破当宿世界记实。

颠末气相氟化处置的太阳能电池实现了更高的光电转换效力(PCE)。0.16 平方厘米单位电池和228平方厘米太阳能模组的PCE别离为24.8%和18.1%，这与同类最好机能的太阳能模组相当。

与传统溶液处置方式比拟，氟蒸汽处置实现了较着更平均的概况钝化结果，使得全部薄膜可以或许年夜面积平均揭示出长的光致发光寿命，同时显著削减了引发材料降解的缺点源，从而在可企和的器件区域内实现了效力的一致晋升和模组寿命的年夜幅耽误。

更加特殊的是，团队成长了怪异的加快老化测试方式，测试注解气相处置太阳能模组的固有T80寿命到达43,000±9000小时，相当在在30°C，一个太阳光照耀下能持续运行跨越4年。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn9453#tab-contributors

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