科技日?qǐng)?bào)記者 謝開(kāi)飛 通訊員 張偉
給鈣鈦礦太陽(yáng)能電池穿上“超級(jí)鎧甲”，讓電子傳輸?shù)酶€(wěn)定更高效。4月13日，記者從福建農(nóng)林大學(xué)獲悉，該校材料工程學(xué)院綠色光電器件與儲(chǔ)能電池團(tuán)隊(duì)青年教師林智超與西安交通大學(xué)梁超、河南大學(xué)李萌等團(tuán)隊(duì)合作，將內(nèi)嵌金屬富勒烯與聚合物相結(jié)合，在破解鈣鈦礦太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性難題上取得重大突破。相關(guān)成果已于近日發(fā)表在國(guó)際期刊《自然》上。
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池作為一種新型光伏器件，具有與傳統(tǒng)硅太陽(yáng)能電池相媲美的性能和巨大的成本優(yōu)勢(shì)，可廣泛應(yīng)用于光伏發(fā)電、柔性電子等領(lǐng)域，成為國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的重要發(fā)展方向。
林智超介紹，目前，人們使用防水聚合物作為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池封裝界面層，以阻擋水和氧氣對(duì)鈣鈦礦層的侵蝕，抑制離子擴(kuò)散，提高其長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性。然而，當(dāng)聚合物層過(guò)厚時(shí)，會(huì)存在電子屏蔽效應(yīng)，導(dǎo)致鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的損失，難以同時(shí)兼顧工作穩(wěn)定和高效。
富勒烯作為一種碳的同素異形體，具有高效電子傳導(dǎo)特性。“該研究相當(dāng)于給鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，穿上了一件名為‘富勒烯—聚合物偶聯(lián)層’的‘超級(jí)鎧甲’，在它里面織著足球狀的‘富勒烯’這一神奇材料，從而實(shí)現(xiàn)電子的高效傳導(dǎo)。”林智超說(shuō)，同時(shí)，他們還在富勒烯材料里內(nèi)嵌了磁性Nd原子（金屬釹），就像加了個(gè)“電動(dòng)小馬達(dá)”，讓電子傳輸?shù)酶旄€(wěn)。
林智超（右一）在工作中
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，穿上這件“超級(jí)鎧甲”的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)26.78%，相較于此前的報(bào)道有著顯著提升，十分接近目前商業(yè)化硅太陽(yáng)能電池的最高效率27.81%，然而生產(chǎn)成本卻僅為硅太陽(yáng)能電池的一半左右，顯示了這一綠色新能源技術(shù)的巨大商業(yè)化應(yīng)用前景。
近10年來(lái)，福建農(nóng)林大學(xué)以第一作者或通訊作者單位在CNS三大期刊已共計(jì)發(fā)表論文19篇，其中以第一作者完成單位發(fā)論文15篇，以通訊作者完成單位發(fā)表論文17篇，位居農(nóng)林類(lèi)高校第1位。同期，該校還以第一作者或通訊作者單位在CNS子刊發(fā)表論文400多篇。
（福建農(nóng)林大學(xué)供圖）
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