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韓國研究團隊提升鈣鈦礦太陽能電池安全性,改善變形應力問題



首爾 - 韓國化學技術研究院於11日宣布,該院研究團隊在李永國院長的領導下,成功開發出一項創新技術,有效減輕鈣鈦礦材料內部的壓力,從而大幅提升太陽能電池的安全性和效率。

該技術的關鍵在於解決了「變形應力」問題,這是導致鈣鈦礦太陽能電池穩定性降低的主要因素之一。變形應力是在材料變形過程中產生的力,特別是當原料溶液在太陽能電池基板上固化成薄膜時,由於鈣鈦礦和基板的熱膨脹係數不同,導致內部產生張力。


傳統上,這種內部張力會導致薄膜快速分解,而這一直是個難以克服的技術障礙。然而,韓國化學技術研究院和成均館大學的聯合研究小組找到了解決方案。他們在液態鈣鈦礦薄膜中加入了特殊的有機單體,這些單體在薄膜固化和冷卻時,像緩衝器一樣分散收縮引起的變形應力,減少原子晶格的變形和內部缺陷。


研究團隊開發的這種有機單體在光照下能夠形成高分子聚合物,不僅增加晶體粒子的大小,減少晶體邊界,還能在薄膜收縮時分散內部張力。這種技術不僅提高了太陽能電池的效率,從22.26%提升至24.45%,還顯著提高了其穩定性,即使在無外部封裝材料的條件下,經過2000小時的測試,電池仍保持了88.9%的高效率。


李永國院長強調,這項研究為鈣鈦礦薄膜內部發生的缺陷提供了根本解決方案,預期將與現有的多種鈣鈦礦穩定性增強技術產生協同效應,成為商業化的核心技術。


該研究獲得了韓國化學技術研究院基礎項目、科學技術信息通信部碳中和技術開發項目和產業通商資源部材料部件技術開發項目的支持,並在國際知名學術期刊「先進能源材料」12月號上發表封面論文。論文題為 "In Situ Polymerization of Cross-Linked Perovskite-Polymer Composites for Highly Stable and Efficient Perovskite Solar Cells",中文譯為「即場聚合交聯的鈣鈦礦-高分子複合材料,用於高穩定性、高效率的鈣鈦礦太陽能電池」。


這一突破性的技術,不僅為鈣鈦礦太陽能電池行業帶來了革命性的改變,也為未來可持續能源技術的發展奠定了堅實的基礎。隨著這項技術的推廣應用,預計將進一步推動太陽能電池在全球能源市場中的競爭力,為減少碳足跡和應對氣候變化提供更多可能性。



  1. 創新技術開發

  • 減輕鈣鈦礦材料內部的壓力,解決了影響鈣鈦礦太陽能電池穩定性的主要問題之一「變形應力」。

  1. 提升效率與穩定性

  • 提高了太陽能電池的效率(從22.26%提升至24.45%),還顯著提高了其在無外部封裝材料的情況下的穩定性,經過2000小時的測試,電池仍保持88.9%的高效率。

  1. 潛在的商業化與環境影響

  • 它將為可持續能源技術的發展奠定基礎,提供減少碳足跡和應對氣候變化的新途徑。


參考文獻及圖片來源:

페로브스카이트 태양전지, 내부 압력 해소해 안전성 높인다;


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