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分子压印退火新招:精准调控缺陷,钙钛矿太阳能电池稳定性大提升

   时间:2026-01-12 11:02:45 来源:互联网编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

一项突破性研究为钙钛矿太阳能电池的稳定性提升开辟了新路径。科研人员通过创新分子压印技术,成功实现对钙钛矿材料缺陷的精准调控,相关成果已发表于国际权威学术期刊《科学》。这项由跨校团队合作完成的研究,针对制约钙钛矿电池商业化应用的核心问题提出了系统性解决方案。

作为新一代光伏技术代表,钙钛矿太阳能电池凭借其高达33%的光电转换效率、简易的制备工艺和显著的成本优势,被视为传统硅基电池的有力竞争者。然而,多晶薄膜在热退火过程中产生的碘空位等晶体缺陷,会导致材料在湿热环境下加速降解,严重影响器件的长期稳定性。如何抑制缺陷形成成为该领域亟待突破的技术瓶颈。

研究团队开发的固态分子压印退火工艺,通过在退火阶段引入吡啶基分子模板,实现了对钙钛矿结晶过程的动态保护。实验数据显示,2-吡啶乙胺分子能与表面铅离子形成稳定的双齿配位结构,有效强化铅-碘键网络。这种分子级别的"实时约束"机制,从根源上阻止了碘空位缺陷的产生和扩散,同时促进了材料结晶度的提升。

经该技术制备的钙钛矿电池展现出卓越的环境适应性。在85℃、60%相对湿度的极端条件下连续工作1600小时后,器件效率仍保持初始值的98%以上。更令人瞩目的是,在未封装状态下存放5000小时后,电池性能几乎未出现衰减。这种"结晶-保护"同步进行的创新工艺,为解决钙钛矿材料稳定性难题提供了全新思路。

该研究通过分子工程手段实现了对材料缺陷的精准调控,既保持了钙钛矿材料的高效光电特性,又显著提升了其环境耐受性。实验结果表明,优化后的器件在光、热、湿复合应力下的稳定性已达到国际领先水平,为钙钛矿电池的产业化应用奠定了重要技术基础。

 
 
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