新策略让光电转化效率保持稳定(新知)

发布时间:2024-09-14 19:00:06 来源: sp20240914

  前不久,西湖大学王睿研究组联合浙江大学薛晶晶研究组,发明了一种“缺陷钝化”新方法,能最大限度抑制高浓度下钝化剂分子对钙钛矿晶格的侵蚀,进而保证界面电荷的顺利传输,使钙钛矿太阳能电池保持出色的光电转化效率和器件稳定性。相关论文日前在线发表于国际学术期刊《焦耳》。

  能够将光能转化为电能的钙钛矿电池,其单片小面积的光电转化率在实验室已达到25%甚至更高,被认为是继硅太阳能电池之后的又一理想新能源电池。然而,在钙钛矿电池制备过程中,有一个绕不过去的环节:离子缺失。

  据论文的共同通讯作者王睿研究员介绍,钙钛矿分子有着独特的结构,分子结构中的一些离子构成一个八面体的立方晶格,像一个独立的积木结构。不同的离子元素组合,会有不同的性能和效果。当无数钙钛矿分子聚集在一起,会构成更大的规整立体结构。在制备钙钛矿电池的过程中,经常会发生离子缺失。这样的情况,被称为“缺陷”。

  克服“缺陷”的方法便是“钝化”。所谓“钝化”,就是补上缺失的部位,或者是让这个缺失更难形成。王睿介绍,目前钝化剂有很多类型,无论是固体、液体或者气体形态的钝化剂,都会被“滴”在钙钛矿薄膜表面。这个过程,就是“缺陷钝化”。钙钛矿电池出厂之前,都必须经过“缺陷钝化”这一关键步骤。

  随着电池器件运行时间的延长,钙钛矿电池表面的缺陷“浓度”也会随之增加,即电池会产生“计划外”的缺陷。比如,放在太阳光下照射,某些离子有可能会产生迁移;同时,电池使用时间长了,也可能会产生新的缺陷。

  王睿介绍,目前钝化剂的浓度通常针对新鲜制备的器件而设计,为尽可能不损伤电池,钝化剂浓度也被保持在一个尽可能低的数量级。然而,初始低浓度的钝化剂无法持续“钝化”越来越多新产生的缺陷。原则上,如果起初使用高浓度的钝化剂,或许可以在后续新缺陷出现时再对它们进行处理。但这一策略至今尚未取得成功,因为高浓度的钝化剂往往对器件性能产生不利影响。

  在使用一系列分子作为电池钝化剂的测试实验中,研究团队察觉到了有一类分子——三联吡啶分子,电池对它的浓度“不敏感”。研究人员用这类分子作为钝化剂,并把分子的浓度提高到了常规使用浓度的20倍。多种验证手段发现,即便在高浓度的情形下,这类分子也可以有序地堆砌在钙钛矿表面,对钙钛矿的晶格破坏小,且其堆砌的方向有利于界面电荷的提取和传输。

  三联吡啶分子的这种特性,能在不降低电池器件性能的情况下,对钙钛矿进行高浓度钝化,从而提高了钝化效果的耐久性。实验数据显示,经过三联吡啶处理的钙钛矿表面器件表现出高达25.24%的光电转换效率和出色的器件稳定性,在标准测试条件下运行2664小时后仍保持90%的初始效率。

  《 人民日报 》( 2024年02月26日 19 版)

(责编:岳弘彬、牛镛)

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“深化合作符合各方共同利益”

发布时间:2024-09-14 19:00:06 来源: sp20240914

  “德国应加强与中国的关系,并在欧盟内部倡导独立自主的对华政策。”德国联邦议院左翼党议员塞维姆·达代伦日前在接受本报记者采访时如是表示。

  达代伦2005年当选德国联邦议员,现在是联邦议院外交事务委员会议会小组协调员,同时担任联邦议院德中议会小组副主席。

  今年5月29日至6月6日,达代伦先后访问了北京、四川成都和上海。“此次行程进一步加深了我对中国的了解。”访问期间,达代伦与中国政府机构、高校以及相关企业代表广泛交流,讨论了德中关系、中国发展以及世界多极化等议题。她表示,当前,国际环境正发生深刻复杂变化,加强德中两国间的对话与合作显得尤为必要。

  过去数十年,中德各领域合作硕果累累,不仅促进了两国优势互补、共同发展,也给两国人民带来实实在在的利益。达代伦认为,德中良好的经贸关系对德国工业发展至关重要。“中国是德国和欧洲重要的经贸伙伴。深化合作符合各方共同利益。”

  在达代伦看来,所有以“去风险”为借口的脱钩言论都是不负责任的,只会加剧欧洲经济的衰退。“我们已经看到,部分西方国家违反国际法发动的制裁,已导致德国等欧洲国家陷入衰退。如果我们还要发起贸易战,后果只会是经济上的自我孤立。我们必须努力阻止这种情况发生。”达代伦说。

  达代伦对中国积极推动政治解决乌克兰危机表示赞赏。“支持和平的人派遣外交官,支持战争的人提供武器。中国为尽快结束乌克兰危机,推动国际社会凝聚更多恢复和平的共识主动采取行动。”

  达代伦认为,国际秩序不应由某个国家主导,也不应被个别国家用来维护霸权。个别国家试图不惜一切代价维护其霸权,与之形成鲜明对比的是,中国正积极推进建设多极化世界秩序。

  (本报柏林电)

  《 人民日报 》( 2023年12月08日 03 版)

(责编:袁勃、赵欣悦)