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為了應對鈣鈦礦太陽能電池熱不穩(wěn)定的挑戰(zhàn)，香港城市大學(City University of Hong Kong, CityU)、美國國家可再生能源實驗室(NREL)和中國華中科技大學(Huazhong University of Science and Technology)的研究人員開發(fā)了一種獨特的自組裝單層，簡稱SAM，并將其錨定在氧化鎳納米顆粒表面上作為電荷提取層。據(jù)CityU化學系朱宗龍教授介紹，這種方法大大提高了鈣鈦礦太陽能電池的熱穩(wěn)定性。

“通過引入耐熱的電荷提取層，我們改進的電池保持了90%以上的效率，即使在高溫下(65°C)運行超過1200小時后，也擁有令人印象深刻的25.6%的效率。這是一個里程碑式的成就，“朱教授說。

CityU團隊專注于自組裝單層(SAM)，這是這些電池的重要組成部分，并將其設想為需要加固的熱敏屏蔽。

“我們發(fā)現(xiàn)，高溫暴露會導致SAM分子內(nèi)的化學鍵斷裂，從而對器件性能產(chǎn)生負面影響。因此，我們的解決方案類似于添加耐熱裝甲--一層氧化鎳納米顆粒，頂部是SAM，通過整合各種實驗方法和理論計算來實現(xiàn)，“朱教授說。

研究團隊引入了一種創(chuàng)新的解決方案：將SAM錨定在本就穩(wěn)定的氧化鎳表面上，從而增強SAM在基板上的結(jié)合能。此外，他們自己合成了的新SAM分子，可促進鈣鈦礦器件中更有效的電荷提取。

該研究的主要成果是通過提高鈣鈦礦太陽能電池的熱穩(wěn)定性來促進太陽能產(chǎn)業(yè)的潛力，該團隊為這些電池即使在高溫條件下也能高效運行奠定了基礎(chǔ)。

“這一突破至關(guān)重要，因為它解決了以前阻礙鈣鈦礦太陽能電池更廣泛采用的主要障礙。我們的研究結(jié)果可以顯著擴大這些器件的利用率，將其應用邊界推向高溫具有破壞力的環(huán)境和氣候，“朱教授說。

原標題：通過開發(fā)自組裝包裹氧化鎳納米顆粒來解決鈣鈦礦太陽能電池的熱不穩(wěn)定性