科技日報記者 謝開飛 通訊員 張偉
給鈣鈦礦太陽能電池穿上“超級鎧甲”，讓電子傳輸得更穩定更高效。4月13日，記者從福建農林大學獲悉，該校材料工程學院綠色光電器件與儲能電池團隊青年教師林智超與西安交通大學梁超、河南大學李萌等團隊合作，將內嵌金屬富勒烯與聚合物相結合，在破解鈣鈦礦太陽能電池能量轉換效率和穩定性難題上取得重大突破。相關成果已于近日發表在國際期刊《自然》上。
鈣鈦礦太陽能電池作為一種新型光伏器件，具有與傳統硅太陽能電池相媲美的性能和巨大的成本優勢，可廣泛應用于光伏發電、柔性電子等領域，成為國家“雙碳”目標的重要發展方向。
林智超介紹，目前，人們使用防水聚合物作為鈣鈦礦太陽能電池封裝界面層，以阻擋水和氧氣對鈣鈦礦層的侵蝕，抑制離子擴散，提高其長期工作穩定性。然而，當聚合物層過厚時，會存在電子屏蔽效應，導致鈣鈦礦太陽能電池性能的損失，難以同時兼顧工作穩定和高效。
富勒烯作為一種碳的同素異形體，具有高效電子傳導特性。“該研究相當于給鈣鈦礦太陽能電池，穿上了一件名為‘富勒烯—聚合物偶聯層’的‘超級鎧甲’，在它里面織著足球狀的‘富勒烯’這一神奇材料，從而實現電子的高效傳導。”林智超說，同時，他們還在富勒烯材料里內嵌了磁性Nd原子（金屬釹），就像加了個“電動小馬達”，讓電子傳輸得更快更穩。
林智超（右一）在工作中
實驗數據顯示，穿上這件“超級鎧甲”的鈣鈦礦太陽能電池，能量轉換效率高達26.78%，相較于此前的報道有著顯著提升，十分接近目前商業化硅太陽能電池的最高效率27.81%，然而生產成本卻僅為硅太陽能電池的一半左右，顯示了這一綠色新能源技術的巨大商業化應用前景。
近10年來，福建農林大學以第一作者或通訊作者單位在CNS三大期刊已共計發表論文19篇，其中以第一作者完成單位發論文15篇，以通訊作者完成單位發表論文17篇，位居農林類高校第1位。同期，該校還以第一作者或通訊作者單位在CNS子刊發表論文400多篇。
（福建農林大學供圖）
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