近日，華南理工大學(xué)傳來振奮人心的科研突破消息，該校科研團(tuán)隊在嚴(yán)克友教授的引領(lǐng)下，成功攻克了鈣鈦礦電池領(lǐng)域的一大難題——光熱穩(wěn)定性不足。這一成果不僅標(biāo)志著全球首個2端全無機(jī)鈣鈦礦疊層電池的誕生，更為鈣鈦礦太陽能電池的未來應(yīng)用開辟了新路徑。

據(jù)了解，該項目團(tuán)隊通過綠色配體演變策略，實現(xiàn)了對全無機(jī)窄帶隙鈣鈦礦薄膜成核結(jié)晶的精準(zhǔn)調(diào)控。這一創(chuàng)新策略的應(yīng)用，有效提升了鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性和效率。在85℃的光熱穩(wěn)定性老化測試中，該電池表現(xiàn)優(yōu)異，展現(xiàn)了其強(qiáng)大的應(yīng)用潛力。

該科研團(tuán)隊的成員陣容強(qiáng)大，包括第一作者段程皓博士、通訊作者嚴(yán)克友教授，以及來自德國、瑞典、香港及國家納米中心的多位知名學(xué)者。他們的共同努力，為這一科研成果的誕生奠定了堅實基礎(chǔ)。

在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域，全無機(jī)鈣鈦礦因其出色的長期光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性而備受矚目。然而，無機(jī)窄帶隙鈣鈦礦太陽能電池的效率問題一直是制約其發(fā)展的瓶頸。華南理工大學(xué)的科研團(tuán)隊通過深入研究，發(fā)現(xiàn)錫離子誘導(dǎo)的較差薄膜形貌和深陷阱態(tài)是導(dǎo)致效率較低的主要原因。

為了打破這一瓶頸，團(tuán)隊采用了對甲苯磺酰肼的配體演變策略，成功制備了帶隙為1.31 eV的無機(jī)窄帶隙CsPb0.4Sn0.6I3鈣鈦礦太陽能電池。這一策略在低溫處理階段作為配體調(diào)控鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過程，同時在高溫處理時將薄膜中的Sn4+還原成Sn2+，減少了深能級陷阱態(tài)。對甲苯磺酰肼的生成產(chǎn)物對甲苯磺酸還可以作為新的配體，鈍化鈣鈦礦薄膜的缺陷態(tài)。

憑借這一創(chuàng)新策略，團(tuán)隊成功將無機(jī)窄帶隙鈣鈦礦太陽能電池的效率提升至17.41%，并首次構(gòu)建了效率為22.57%（認(rèn)證為21.92%）的2端全無機(jī)鈣鈦礦疊層太陽能電池。這一成果不僅打破了鈣鈦礦電池光熱穩(wěn)定性差的難題，更為全無機(jī)鈣鈦礦疊層電池的發(fā)展注入了新的活力。

團(tuán)隊還通過進(jìn)一步優(yōu)化無機(jī)寬帶隙子電池的電壓損耗、提高無機(jī)窄帶隙子電池的穩(wěn)定性以及減少復(fù)合層連接時的電壓損耗等措施，為降本增效提供了有力支持。這一系列創(chuàng)新成果，無疑將為鈣鈦礦太陽能電池的未來應(yīng)用帶來更加廣闊的前景。

值得注意的是，全無機(jī)鈣鈦礦疊層電池的成功構(gòu)建，有望在未來全面替代有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦疊層太陽能電池，從而解決其光熱穩(wěn)定性差的問題。這一成果不僅體現(xiàn)了華南理工大學(xué)在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域的深厚底蘊(yùn)和創(chuàng)新能力，更為全球新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新的動力。