韓國大韓民國科學(xué)技術(shù)研究院(DGIST)的崔鐘敏(Choi Jong-min)教授團(tuán)隊(duì)與韓國科學(xué)技術(shù)研究院(KIST)自旋電子學(xué)中心的Moon Byung-joon博士團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)出了一種利用氫鍵添加劑大幅提高鈣鈦礦太陽能電池性能的新技術(shù)。這項(xiàng)研究成果于2024年9月13日在國際知名期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》上發(fā)表，并選為下一期的封面論文。
鈣鈦礦作為一種有前景的太陽能電池材料，具有高效率和易于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。然而，其制造溶液容易隨時間分解，導(dǎo)致雜質(zhì)形成，影響電池性能，尤其在高溫下性能下降更快。為解決這一問題，崔教授團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦溶液中引入了氫鍵添加劑。這種添加劑通過氫鍵與有機(jī)物質(zhì)相互作用，有效保護(hù)太陽能電池的關(guān)鍵部件，延長其使用壽命。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，使用儲存140天的含氫鍵添加劑溶液生產(chǎn)的太陽能電池，與使用新鮮制備的溶液生產(chǎn)的太陽能電池效率幾乎相同，達(dá)到了96.7%。此外，該添加劑還能最大程度減少太陽能電池內(nèi)部缺陷，將功率轉(zhuǎn)換效率從22.61%提高到24.31%。更重要的是，該太陽能電池表現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性，在85度高溫下暴露72.5天后仍能保持初始性能的98%以上。
崔教授表示：“這項(xiàng)研究表明，傳統(tǒng)鈣鈦礦溶液工藝中離子容易受損的問題可以通過使用氫鍵添加劑來解決。我們相信這種添加劑將在克服太陽能電池商業(yè)化所面臨的熱不穩(wěn)定性挑戰(zhàn)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。”
該研究得到了國家科學(xué)技術(shù)研究委員會的創(chuàng)意融合研究項(xiàng)目、大韓民國科學(xué)技術(shù)研究院的研發(fā)計(jì)劃和韓國科學(xué)技術(shù)研究院的機(jī)構(gòu)計(jì)劃的支持。
