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據(jù)中國科學(xué)院官網(wǎng)7月24日消息，中國科學(xué)院上海高等研究院開發(fā)了簡單有效的策略，通過在SnO2納米顆粒中加入草酸甲脒（FOA）來同時抑制SnO2體相和表面缺陷以及鈣鈦礦埋底界面處FA+/Pb2+相關(guān)缺陷，實現(xiàn)了有效的靶向缺陷鈍化。

研究發(fā)現(xiàn)，甲脒離子和草酸根離子在SnO2層中均呈縱向梯度分布，聚集在SnO2/鈣鈦礦埋底界面處，調(diào)節(jié)鈣鈦礦的晶體生長，降低體相及界面缺陷，改善鈣鈦礦和SnO2之間的能級匹配。結(jié)果表明，F(xiàn)OA處理后的PSCs能量轉(zhuǎn)換效率從22.40%提高到25.05%，同時PSCs的存儲穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性也顯著提升。該研究為靶向治療埋底界面缺陷，改善PSCs性能提供了有效途徑。

提高光電轉(zhuǎn)換效率、降低度電成本是光伏產(chǎn)業(yè)的永恒主題。鈣鈦礦電池是光伏產(chǎn)業(yè)降本增效的技術(shù)變革方向之一。國內(nèi)鈣鈦礦電池產(chǎn)業(yè)化僅僅經(jīng)歷了短暫的六七年時間，吸引了一批傳統(tǒng)光伏大廠、知名鋰電池企業(yè)、高校研究人員和社會資本入局。

據(jù)澎湃科技報道，耀途資本投資副總裁周俊近日向記者表示，目前鈣鈦礦電池賽道存在一定泡沫，需理性看待行業(yè)玩家。對于投資人而言，要尋找真正具有企業(yè)家精神、能長期堅持鈣鈦礦電池技術(shù)并實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)的入局者，投資標(biāo)準(zhǔn)是降本增效和人事匹配。

鈣鈦礦光伏研究取得進(jìn)展

據(jù)中國科學(xué)院官網(wǎng)24日消息，鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）因廉價的材料成本、易于制備大面積器件以及較高的光電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點而備受關(guān)注。SnO2具有高透過率、高電子遷移率、適宜的能級、良好的紫外輻照穩(wěn)定性和易于低溫加工等特點，是目前n-i-p型PSCs電池常用的電子傳輸材料。

然而，它的體相和表面的缺陷【氧空位（VO）、懸空羥基（-OH）和不飽和配位金屬原子】易引起載流子累積和非輻射復(fù)合損失。此外，鈣鈦礦中金屬、鹵素和有機(jī)離子的配位不足也會引起界面化學(xué)反應(yīng)，使得器件的效率和穩(wěn)定性惡化。因此，對PSCs埋底界面的優(yōu)化是實現(xiàn)其高效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。然而，由于埋底界面的非暴露特性，對其進(jìn)行研究和優(yōu)化具有一定的挑戰(zhàn)性。

中國科學(xué)院上海高等研究院開發(fā)了簡單有效的策略，通過在SnO2納米顆粒中加入草酸甲脒（FOA）來同時抑制SnO2體相和表面缺陷以及鈣鈦礦埋底界面處FA+/Pb2+相關(guān)缺陷，實現(xiàn)了有效的靶向缺陷鈍化。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上。

圖片來源：視覺中國

研究發(fā)現(xiàn)，甲脒離子和草酸根離子在SnO2層中均呈縱向梯度分布，聚集在SnO2/鈣鈦礦埋底界面處，調(diào)節(jié)鈣鈦礦的晶體生長，降低體相及界面缺陷，改善鈣鈦礦和SnO2之間的能級匹配。結(jié)果表明，F(xiàn)OA處理后的PSCs能量轉(zhuǎn)換效率從22.40%提高到25.05%，同時PSCs的存儲穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性也顯著提升。該研究為靶向治療埋底界面缺陷，改善PSCs性能提供了有效途徑。

耐用性和可靠性亟待完善

據(jù)科技日報6月19日報道，《日本經(jīng)濟(jì)新聞》曾集結(jié)部分專家，對太陽能、風(fēng)能、核電、二氧化碳回收等5個領(lǐng)域備受矚目的11項脫碳技術(shù)的普及程度進(jìn)行了評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在即將實現(xiàn)商用的領(lǐng)域中，最引人關(guān)注的是下一代太陽能電池——鈣鈦礦電池，其可能成為能源行業(yè)的“游戲規(guī)則改變者”。

據(jù)麻省理工學(xué)院（MIT）網(wǎng)站報道，雖然鈣鈦礦顯示出巨大的前景，多家公司已經(jīng)開始進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，但耐用性仍然是其面臨的最大障礙。硅太陽能電池板在使用25年后，仍能保持25%的功率輸出，但鈣鈦礦電池下降得很快。

不過，科學(xué)家們已經(jīng)取得重大進(jìn)展：鈣鈦礦太陽能電池的“壽命”從最初的幾小時，增加到幾周、幾個月，最新“出爐”電池的使用壽命可長達(dá)幾年。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)工程學(xué)教授馬丁·格林表示，鈣鈦礦制造商需要證明電池板的使用壽命為25—30年，這是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。牛津光伏公司首席技術(shù)官克里斯·凱斯稱，該公司已將其鈣鈦礦/硅疊層電池設(shè)計為達(dá)到或超過25年的使用壽命。

MIT光伏研究實驗室負(fù)責(zé)人托尼奧·博納西西指出，鈣鈦礦的一個優(yōu)點是它們在實驗室中相對容易制造，其化學(xué)成分很容易組裝，但材料在室溫下容易結(jié)合在一起，也容易分開。

為解決這一問題，有些研究人員使用各種保護(hù)材料來封裝鈣鈦礦，使其免受空氣和潮濕的影響。博納西西參與的一項研究表明，一旦鈣鈦礦的使用壽命超過10年，加上其制造成本低廉，就能在很多大型公用事業(yè)場所替代硅基太陽能電池。

每日經(jīng)濟(jì)新聞綜合中國科學(xué)院官網(wǎng)、科技日報、澎湃科技

封面圖片來源：視覺中國