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西工大实现钙钛矿太阳能电池室温快速无损封装

来源:中国科学报 发布时间:2023-03-22 被阅读:262

西北工业大学材料学院纳米能源中心李炫华教授团队设计了一种室温自交联的氟硅聚合物凝胶,实现了钙钛矿太阳能电池的室温快速无损封装。此外,团队提出的封装策略有效地促进了传热并减轻了热量积累对封装器件的潜在影响。实验结果表明,封装器件在湿热试验中经过1000小时后仍保持98%的初始效率,在热循环试验中经过220次循环后仍保持95%的初始效率,满足国际电工委员会IEC 61215的要求标准。同时,由于氟硅聚合物凝胶出色的盖板玻璃保护和对铅的强螯合作用,封装的器件分别在雨水测试和浸泡测试中表现出99%和98%的铅泄漏抑制率。相比于传统的POE封装而言,该策略的提出为实现高效、稳定和可持续的钙钛矿光伏电池提供了一种通用的集成解决方案。研究工作已被《自然-通讯》接收。

钙钛矿太阳能电池因具有较高的光吸收系数、合适的禁带宽度以及简单的制备工艺等优势,受到世界各国广泛的关注。经过10多年的发展,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已高达25.7%,但因存在长期稳定性不足的问题,使其商业化进程陷入瓶颈。器件封装工程被证明是一种高效的策略,在提高器件稳定性方面取得了令人鼓舞的进展。然而,目前采用的聚合物封装剂,存在导热系数低、封装工艺复杂以及无法抑制铅泄露等问题。因此,在可持续发展的框架下开发简单高效的室温封装材料来实现高效钙钛矿光伏电池的长期稳定运行势在必行。

利用氟硅聚合物凝胶封装的钙钛矿电池在高温、高湿度(85℃、85%相对湿度)下运行1000小时,器件效率保持初始效率的98%,表现出了优异的湿热稳定性。(西北工业大学材料学院纳米能源中心供图)

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