鈣鈦礦有機電池光電轉換效率紀錄刷新
2025-07-01 09:43 來源:科技日報 編輯:必威88官方网站

 科技日報北京6月30日電 (記者劉霞)新加坡國立大學科研團隊研製出一款新型鈦礦有機串聯太陽能電池,經權威認證,其1平方厘米有效麵積內(nei) 的光電轉換效率達到26.4%,創下同類設備的世界紀錄。研究成果發表於(yu) 最新一期《自然》雜誌。


 研究團隊表示,新研製出的串聯電池兼具輕薄、柔韌等特性,未來可直接集成於(yu) 無人機、智能織物、可穿戴設備等人工智能裝備,為(wei) 其提供清潔能源。


 這項突破的核心在於(yu) ,團隊創新研發的窄帶隙有機吸收器。該裝置猶如一個(ge) 精密的“光子捕手”,能高效捕獲近紅外光區的光子,成功解決(jue) 了長期製約薄膜串聯太陽能電池發展的技術瓶頸。


 鈣鈦礦與(yu) 有機半導體(ti) 材料的帶隙可靈活調控,使串聯電池具備突破理論效率極限的潛力。然而,近紅外光區吸收效率低下一直是製約研發進程的“絆腳石”。


 麵對這一挑戰,研究團隊另辟蹊徑,設計出具有不對稱結構的有機受體(ti) 。這種創新結構不僅(jin) 將吸光範圍拓展至深近紅外區域,還能維持足夠的電荷分離驅動力,並形成規則有序的分子排列。借助超快光譜技術和器件物理分析,研究團隊證實該設計實現了高效電荷收集,同時將能量損耗降至最低。


 在具體(ti) 實施中,研究團隊先將這種高性能有機子電池與(yu) 頂層的鈣鈦礦電池疊加,再通過透明導電氧化物互連層將二者有機結合。測試數據令人振奮:0.05平方厘米的微型樣品轉換效率達27.5%,1平方厘米標準器件效率為(wei) 26.7%,其中26.4%的效率值已獲獨立認證。這一成果不僅(jin) 刷新了鈣鈦礦有機電池的紀錄,其性能甚至超越同尺寸的鈣鈦礦CIGS電池和單結鈣鈦礦電池。


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