蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，南京大學（Nanjing University）、吉林大學（Jilin University）、上海科技大學（Shanghai Tech University）和華東師范大學（East China Normal University）的研究人員推出了一種新策略，以開發(fā)基于柔性鈣鈦礦的更高效太陽能電池。該策略通過使用兩個基于咔唑核和膦酸錨定基團的空穴選擇性分子來橋接鈣鈦礦與低溫處理的NiO納米晶體薄膜。

圖片來源：期刊《Nature Energy》

研究人員設計的柔性全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池采用精心設計和成分。當該電池由具有寬帶隙的鈣鈦礦薄膜組成的正面電芯被太陽照射時，它會吸收高能光子。另一方面，其后部電芯會吸收通過前部電芯的低能光子。

研究員之一、南京大學現(xiàn)代工程與應用科學學院譚海仁教授稱：“與剛性鈣鈦礦太陽能電池相比，輕質(zhì)柔性全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池在運輸、存儲和安裝方面更具成本效益，因此對建筑/車輛集成光伏（PV）、可穿戴電子產(chǎn)品、便攜式能源系統(tǒng)和航空航天應用具有吸引力。與柔性單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池相比，柔性全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池可以實現(xiàn)更高的效率。”

譚海仁及其同事使用兩種基于咔唑核和膦酸錨定基團的空穴選擇性分子的混合物來形成自組裝單分子層（SAM）。實驗表明，SAM分子不能直接應用于柔性太陽能電池中涂有ITO的柔性PET基板，因為會導致太陽能電池嚴重分流。為了克服這一挑戰(zhàn)，譚海仁及其同事使用NiO納米晶體來創(chuàng)建空穴傳輸層。

譚教授表示：“我們的新策略帶來了創(chuàng)紀錄的柔性太陽能電池。試驗還表明，混合具有不同偶極矩的兩種SAM（2PACz和MeO-2PACz）可以靈活地調(diào)整HTL 能級，因此能夠更好地與鈣鈦礦吸收層能量對齊，從而顯著提高了空穴提取效率。”

在最初的測試中，研究人員設計的太陽能電池實現(xiàn)了24.7%的顯著效率，此前其他柔性薄膜太陽能電池從未達到該效率。譚海仁及其同事還表明，精心設計的基于分子的界面以橋接空穴傳輸層和鈣鈦礦薄膜可以顯著提高太陽能電池的彎曲耐久性，使它們能夠在10,000多個操作周期內(nèi)保持其初始性能，彎曲半徑僅為15毫米。

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