
香港文匯報訊(記者 莫楠)香港科技大學(xué)與香港理工大學(xué)團隊合作,首創(chuàng)一種層壓形貌的界面微結(jié)構(gòu),通過在鈣鈦礦薄膜表面空間均勻地形成一種「分子鈍化層-富勒烯衍生物層-二維鈣鈦礦層」的類「三合板」的層壓結(jié)構(gòu),可有效降低界面缺陷密度、改善能級匹配度,從而提高了鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率,並大幅度提高界面在濕熱環(huán)境以及光照運行下的耐久性。研究成果已在合成科學(xué)領(lǐng)域的頂尖學(xué)術(shù)期刊 《自然-合成》(Nature Synthesis)發(fā)表。
鈣鈦礦太陽能電池因其轉(zhuǎn)換效率高、成本低及可柔性化等優(yōu)勢,被視為下一代光伏技術(shù)的領(lǐng)軍者。其中反式結(jié)構(gòu)因材料穩(wěn)定性更佳而備受青睞,但界面缺陷問題長期制約其發(fā)展,其中富勒烯基電子傳輸層與鈣鈦礦表面形成的界面處缺陷富集,更是影響器件性能與穩(wěn)定性的重要因素。論文的共同第一作者、科大博士後研究員郭鵬飛表示:「我們將復(fù)合材料概念導(dǎo)入到光電器件的界面設(shè)計,這使得新型界面中每層產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),帶來了傳統(tǒng)界面工程所無法實現(xiàn)的效果?!?/p>
科大化學(xué)及生物工程學(xué)系副教授與能源研究院副院長周圓圓補充道:「鈣鈦礦是一種軟晶格材料。我們可在這類材料裡創(chuàng)造傳統(tǒng)材料難以實現(xiàn)的微結(jié)構(gòu)特徵。我們正在盡一切努力來理解這些微結(jié)構(gòu)在納米乃至原子尺度的形成與作用機制,開展基礎(chǔ)理解導(dǎo)向的器件創(chuàng)新?!箍蛇M一步提高反式鈣鈦礦太陽能電池器件的穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)換效率。

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