韩国材料科学研究所(KIMS)研究人员开发出用于柔性钙钛矿太阳能电池的新材料和制造工艺,使其能在环境空气条件下生产,直接解决了该材料对潮湿环境脆弱这一阻碍其广泛商业应用的长期难题。

研究人员称,此成果展示了无需昂贵温湿度控制环境就能制造钙钛矿太阳能电池的技术,且制成的电池具有迄今开发的柔性太阳能电池中较高水平的机械稳定性。
在实际运行条件下的寿命测试中,这些电池2800小时后仍保持初始效率的85%以上;经历10000次弯曲循环后,保持96%的初始效率;在更严格的剪切滑动测试中,保持87%的效率。
钙钛矿因优异光吸收性能和低成本生产潜力,成为替代传统硅的备受关注材料。但其在潮湿环境下化学不稳定,制造需受控低湿度或惰性气体环境,要昂贵专用设备,且生产柔性钙钛矿时确保机械耐久性也是重大挑战。
为解决这些问题,KIMS团队实施“缺陷钝化策略”,将主要吸光钙钛矿层夹在两层二维(2D)钙钛矿材料保护层之间。这种结构创新使核心材料在高达50%的相对湿度下也能稳定生产,可在露天条件下进行,降低了生产成本。
KIMS首席研究员Dong - chan Lim博士表示,有了这项技术,无需昂贵设备就能在环境空气中制造高效钙钛矿太阳能电池,大大降低了生产成本,柔性器件的卓越耐用性使其成为可穿戴电子产品和车载太阳能系统应用的有力选择。
该团队已证明该技术具有可扩展性,可应用于大面积连续生产过程,这是证明其商业可行性的关键一步。预计这一成果将支持可卷曲太阳能电池和集成到服装或车辆中的电子产品在新兴市场的增长。
研究团队还计划继续开发下一代太阳能电池材料,在降低生产成本的同时,提升在各种环境下的耐用性,并进一步推进大面积太阳能电池加工技术,实现全面商业化。














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