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世界新紀錄 18.24%,韓國 KRICT成功實現200平方公分鈣鈦礦太陽能電池高效製程

國化學研究院(Korea Research Institute of Chemical Technology,以下簡稱KRICT)能源材料研究中心和韓國科學技術院(Korea Advanced Institute of Science and Technology,以下簡稱KAIST)的徐章元教授團隊共同研發的「鈣鈦礦電池(Perovskite Solar Cells,PSCs)」,在200平方公分的大面積電池中,達到了世界最高18.24%的光能轉換效率,相當於1平方公分的單電池效率超過了23.1%。這個研究成果已在《先進能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上發表。

根據這項研究的結果,它達到了世界最高水平的18.24% 的效率,並且在連續光照射1080小時後,保持了89%以上的初始效率和90%以上的初始效率。 85℃和85%。 根據“NREL圖表”,日本Panasonic團隊建立的17.9%是目前200cm2以上大面積的最高效率記錄保持者。

以傳統的矽晶太陽能電池為例,其電池轉換效率在一定程度上受到制造工藝的限制,而在光能轉換效率上,PSCs更具優勢,因其利用光敏材料中的晶體,形成光伏效應,只需要極少的材料就能實現高效能轉換。然而,PSCs存在穩定性問題,導致目前該領域的主要研究重點是如何提高穩定性。此外,PSCs大面積制造也存在著一定的挑戰,這項成果的發表對解決這些問題有重要意義。這個成果的實現,是通過開發一種新的掺雜材料,使電池性能得到優化實現的。特別是,他們從酸鹼反應中汲取靈感,開發了一種適用於大面積鈣鈦礦的新型摻雜劑。在此過程中,通過空穴傳輸聚合物 PTAA 與可提高導電性的“酸性材料”和可抑制鈣鈦礦表面缺陷並確保穩定性的胺基“基礎材料”反應,開發了一種新的摻雜劑。此外,通過控制胺中碳原子的數量和濃度,使它們完全分散在溶液中,成功包覆了200平方厘米的大面積。

KRICT的朴炳煥博士表示,這個研究成果是PSCs在大面積制造和效率提高方面的重要進展,對於進一步實現PSCs的商業化應用具有重要意義。此外,該研究還展示了新型掺雜材料在PSCs中的應用潛力,將有助於推動PSCs的技術發展。


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