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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點,，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn),。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿,、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求,、面向人民生命健康,，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地,，率先建成國家高水平科技智庫,，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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反式鈣鈦礦太陽能電池研究獲進(jìn)展

2024-12-27 寧波材料技術(shù)與工程研究所

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盡管鈣鈦礦太陽能電池功率轉(zhuǎn)換效率取得進(jìn)展，但器件不穩(wěn)定性仍是其商業(yè)化應(yīng)用的障礙之一,。這種不穩(wěn)定性源于鹵素離子尤其是碘離子（I^?）的遷移,。在光照和熱應(yīng)力作用下，I^?發(fā)生遷移并轉(zhuǎn)化為I_?,，導(dǎo)致不可逆的降解和性能損失,。因此，抑制鈣鈦礦太陽能電池器件I^?遷移至關(guān)重要,。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葛子義和劉暢等在前期鈣鈦礦太陽能電池研究的基礎(chǔ)上,，解決了鈣鈦礦太陽能電池器件I^?遷移問題，在提升鈣鈦礦太陽能電池運行穩(wěn)定性方面取得了進(jìn)展,。

該研究將2,1,3-苯并噻二唑,、5,6-二氟-4,7-雙引入到鈣鈦礦前驅(qū)體溶液。研究顯示,，未雜化的p軌道與I^?的孤對電子之間的強(qiáng)配位作用抑制MAI/FAI的去質(zhì)子化以及隨后的I^?向I_?的轉(zhuǎn)化,，而高度電負(fù)性的氟增強(qiáng)了其與I^?之間的靜電相互作用。BT2F-2B的協(xié)同作用抑制了鈣鈦礦的分解和碘空位缺陷密度,。這一方法使反式單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）超過26%,，展現(xiàn)出優(yōu)異的運行穩(wěn)定性。根據(jù)ISOS-L-3測試協(xié)議,，經(jīng)過處理的鈣鈦礦太陽能電池在老化1000小時后仍可保留其原始PCE的85%。當(dāng)BT2F-2B應(yīng)用于寬帶隙鈣鈦礦系統(tǒng)時,，全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池的PCE達(dá)27.8%,，證實了這一策略的普遍性。

相關(guān)研究成果以Universal Approach for Managing Iodine Migration in Inverted Single-Junction and Tandem Perovskite Solar Cells為題,，發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上,。研究工作得到國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金的支持,。

（a）鈣鈦礦吸附BT2F-2B后的電子密度分布,；（b）反式鈣鈦礦太陽能電池器件效率；（c）ISOS-L-1和（d）ISOS-L-3協(xié)議下,，鈣鈦礦太陽能電池的運行穩(wěn)定性

盡管鈣鈦礦太陽能電池功率轉(zhuǎn)換效率取得進(jìn)展,，但器件不穩(wěn)定性仍是其商業(yè)化應(yīng)用的障礙之一。這種不穩(wěn)定性源于鹵素離子尤其是碘離子（I?）的遷移,。在光照和熱應(yīng)力作用下,，I?發(fā)生遷移并轉(zhuǎn)化為I?，導(dǎo)致不可逆的降解和性能損失,。因此,，抑制鈣鈦礦太陽能電池器件I?遷移至關(guān)重要。中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葛子義和劉暢等在前期鈣鈦礦太陽能電池研究的基礎(chǔ)上,，解決了鈣鈦礦太陽能電池器件I?遷移問題,，在提升鈣鈦礦太陽能電池運行穩(wěn)定性方面取得了進(jìn)展,。該研究將2,1,3-苯并噻二唑、5,6-二氟-4,7-雙引入到鈣鈦礦前驅(qū)體溶液,。研究顯示,，未雜化的p軌道與I?的孤對電子之間的強(qiáng)配位作用抑制MAI/FAI的去質(zhì)子化以及隨后的I?向I?的轉(zhuǎn)化，而高度電負(fù)性的氟增強(qiáng)了其與I?之間的靜電相互作用,。BT2F-2B的協(xié)同作用抑制了鈣鈦礦的分解和碘空位缺陷密度,。這一方法使反式單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）超過26%，展現(xiàn)出優(yōu)異的運行穩(wěn)定性,。根據(jù)ISOS-L-3測試協(xié)議,，經(jīng)過處理的鈣鈦礦太陽能電池在老化1000小時后仍可保留其原始PCE的85%。當(dāng)BT2F-2B應(yīng)用于寬帶隙鈣鈦礦系統(tǒng)時,，全鈣鈦礦串聯(lián)太陽能電池的PCE達(dá)27.8%,，證實了這一策略的普遍性。相關(guān)研究成果以Universal Approach for Managing Iodine Migration in Inverted Single-Junction and Tandem Perovskite Solar Cells為題,，發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上,。研究工作得到國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金和中國博士后科學(xué)基金的支持,。（a）鈣鈦礦吸附BT2F-2B后的電子密度分布,；（b）反式鈣鈦礦太陽能電池器件效率；（c）ISOS-L-1和（d）ISOS-L-3協(xié)議下,，鈣鈦礦太陽能電池的運行穩(wěn)定性

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