針對鈣鈦礦太陽能電池高溫工作條件下運行穩(wěn)定性差這一領域難題，南開大學化學學院袁明鑒教授帶領課題組開展高水平國際合作研究，成功制備出兼具高能量轉換效率與高運行穩(wěn)定性的鈣鈦礦太陽能電池器件，標志著新一代光伏技術取得重大突破。

　　9月30日晚,《自然》雜志以“兼具高效熱穩(wěn)定性的甲脒銫組分鈣鈦礦太陽能電池”為題，發(fā)表了這項研究成果。

結晶路徑轉變策略實現(xiàn)高效率高溫工況穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池。（受訪者供圖）

　　鈣鈦礦是一類具有獨特晶體結構的材料，廣泛應用于新型太陽能電池等半導體器件。鈣鈦礦太陽能電池作為第三代光伏技術，其獨特的柔性兼容性與大面積制備潛力，為光伏、物聯(lián)網、新能源汽車乃至航天航空等領域帶來前所未有的機遇?？蛇@種新型太陽能電池的穩(wěn)定性一直是限制其大規(guī)模商業(yè)應用的關鍵因素。鈣鈦礦材料作為電池的吸光層，其穩(wěn)定性受外界環(huán)境因素影響顯著。目前，高性能鈣鈦礦太陽能電池在制備過程中往往需要依賴易揮發(fā)的有機胺鹽添加劑來穩(wěn)定物相并調控結晶。然而，這種添加劑在高溫條件下極易分解，引發(fā)鈣鈦礦薄膜化學組分失衡，進而顯著降低電池在高溫工況下的運行穩(wěn)定性。

　　針對這一難題，袁明鑒帶領研究團隊結合理論預測，發(fā)展了一種具有更高熱穩(wěn)定性的合金鈣鈦礦制備策略，該策略徹底解決甲脒銫組分鈣鈦礦薄膜組分不均一的問題。利用該策略制備的鈣鈦礦太陽能電池器件，展現(xiàn)出世界一流的能量轉換效率與高溫工況穩(wěn)定性。

研究團隊協(xié)同探究材料關鍵難題。（受訪者提供）

　　“此項研究不僅為鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性提升奠定了堅實的技術基礎，也為光伏技術的進一步實用化和商業(yè)化開辟了廣闊前景，對推動全球能源結構的綠色轉型具有深遠意義。”袁明鑒說。

　　袁明鑒表示，目前研究團隊正通過校企合作，積極推進符合產業(yè)化需求的高性能鈣鈦礦太陽能電池模組的研發(fā)，力求盡快推動研究成果的實際應用與產業(yè)化落地。