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據報道，美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)的研究人員取得了關鍵技術突破，構建了一種具有高效和高度穩(wěn)定雙重優(yōu)點的鈣鈦礦太陽能電池。

這項研究是該實驗室與托萊多大學、科羅拉多大學博爾德分校和加利福尼亞大學圣地亞哥分校的科學家攜手完成。研究成果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。

研究人員表示，他們最新開發(fā)的這種鈣鈦礦太陽能電池光電轉化效率高達24%，為同類報告中最高，且兼具穩(wěn)定性。在55下運行2400小時后，該電池仍能保持原始效率的87%。

鈣鈦礦指的是一種晶體結構，在過去十年中，該晶體結構因能有效捕捉陽光并將其轉化為電能而廣為人知。而科學家對于鈣鈦礦太陽能電池的研究都主要集中于如何提高其穩(wěn)定性，因為要使這類電池同時兼具穩(wěn)定和高效的特性，十分具有挑戰(zhàn)性。

在上述最新研究中，科學家們使用了一種“倒置”的架構，而非目前達到最高效率的“正常”架構。這兩種架構之間的差異取決于鈣鈦礦層如何沉積在玻璃基板上?！暗怪谩苯Y構以其高穩(wěn)定性以及能集成為串聯(lián)太陽能電池而聞名。

此外，NREL團隊還在鈣鈦礦表面添加了一種名為 3-(氨基甲基)吡啶(3-APy)的新型分子，這種分子會與鈣鈦礦中的甲脒反應，在鈣鈦礦層表面產生電場，并提升鈣鈦礦太陽能電池的效率及穩(wěn)定性。

“這突然給了電池性能帶來了一個巨大的提升，不僅是效率，還有穩(wěn)定性，”研究人員補充說。

該團隊還稱，新分子反應性表面工程可將“倒置”架構電池的效率從低于23%提高到25%以上，使其“效率和運行穩(wěn)定性均創(chuàng)歷史新高”。

標簽： 太陽能電池 研究人員 晶體結構