據央視新聞報道,中國科學院化學研究所李永舫院士、孟磊研究員團隊在鈣鈦礦-有機疊層太陽能發電技術領域取得新突破。經第三方認證,該類器件的穩態光電轉換效率達到 28.04%,刷新了世界紀錄。這項成果已于 7 月 13 日在國際學術期刊《自然》上發表。
傳統單結光伏電池只用一種吸光材料,難以高效利用不同能量的光子。孟磊團隊采用的疊層結構把兩種光伏材料疊加起來,讓每一層分別吸收不同波段的陽光,理論上能大幅提升光電轉換效率。這種疊層電池還具有薄、輕、可柔性的特點,對建筑一體化、可穿戴設備等輕量化場景有顯著適配潛力。
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過去鈣鈦礦-有機疊層器件面臨性能衰減和穩定性不足的技術短板。課題組將一種名為 TDB 的新型添加劑分子引入疊層界面,實現了從制備階段到長期光照運行階段的全過程調控。這意味著器件不僅在剛制成時效率高,在實際光照運行中也更能扛得住衰減。
認證數據證實了這一點:持續光照工作 625 小時后,器件仍能保留 90% 的初始光電轉換效率。這一結果直指商業化落地中最被關注的耐久性問題——如果疊層電池只能在高效率上“驚艷一時”而快速跳水,就始終走不出實驗室。
在應用端,這種柔性、高效、輕質的光伏技術有望走進建筑外立面、交通設施、智能穿戴設備,甚至可以滿足衛星等航天器的輕量化能源需求。研究團隊用分子策略打通了效率與穩定性之間的通道,為我國能源結構轉型和可持續發展提供了新的技術支撐。
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