效率提高则加速衰减的太阳能电池难题获解

韩国研究团队提出一项研究成果，能够同时提高太阳能电池的效率和寿命。此举解决了所谓“太阳能电池难题”，即提高效率会缩短寿命，而延长寿命则会降低效率。

韩国科学技术院（KAIST）24日表示，徐章沅生命化学工程系特邀教授研究团队与韩国化学研究院通过共同研究，开发出一种能同时提高钙钛矿太阳能电池（Perovskite Solar Cells）的效率和长期稳定性的二维保护膜设计技术。

随着近期太空太阳能发电作为新一代能源技术备受瞩目，对新型材料钙钛矿的关注度日益提高。钙钛矿太阳能电池是使用具有“钙钛矿结构”的半导体材料作为光吸收层的新一代太阳能电池，其特点是生产成本低于传统硅太阳能电池，效率更高。但在高温、高湿环境或长时间暴露在光照下时性能会下降，这一问题被视为其商业化的瓶颈。

为弥补这一缺陷，此前太阳能电池采用了在三维（3D）钙钛矿晶体上覆盖二维（2D）层的“三维•二维结构”策略。该二维层的作用类似于保护表面的薄涂层，但如果结构不够坚固，随时间推移会发生变形，导致性能下降。

为解决这一问题，研究团队引入了更坚固的二维保护膜。这种新保护膜的结构如同用强力粘合剂固定砖块之间的缝隙，有机分子从两侧将钙钛矿层紧密连接。因此，太阳能电池不易损坏，能够长时间保持性能。此外，研究团队还应用了精确控制保护膜内部结构的技术。


韩彩妍记者 chaezip@donga.com