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瑞士洛桑理工學(xué)院（EPFL）領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際科學(xué)家小組基于該學(xué)院于2023年7月發(fā)布的效率為破紀(jì)錄的25.32%的2D/3D鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，開發(fā)出了一款太陽(yáng)能面板。

“我們研究的新產(chǎn)品擁有更大的表面積，達(dá)到27.22平方厘米，并且擁有23.3%的傲人轉(zhuǎn)換效率，”該研究的主要作者M(jìn)ohammad Khaja Nazeeruddin在接受《光伏》雜志采訪時(shí)表示，“這使我們離這項(xiàng)突破性技術(shù)的商業(yè)化更近了一步，標(biāo)志著鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的重大進(jìn)步。”

Nazeeruddin和他的同事在《自然》雜志上發(fā)表了一篇題為《摻雜劑-添加劑對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能組件的協(xié)同增效作用》的論文，文中解釋道，該組件能達(dá)到如此高的效率，要?dú)w功于摻雜劑-添加劑的協(xié)同組合策略，該策略旨在提高電池吸收劑的均勻性和結(jié)晶度。他們特別使用了氯化甲銨（MACl）作為摻雜劑，并使用了一種名為1,3-雙（氰乙基）氯化咪唑（[Bcmim]Cl）的路易斯堿離子液體作為添加劑。

該研究小組表示：“這種策略有效地抑制了鈣鈦礦前體溶液（PPS）的降解，抑制了MACl的聚集，能產(chǎn)生相均勻且穩(wěn)定的鈣鈦礦薄膜，具有高結(jié)晶度，且缺陷更少。”

該面板的電池由氧化錫（FTO）底座、氧化鈦（TiO2）和氧化錫（SnO2）電子傳輸層、3D鈣鈦礦層、2D鈣鈦礦層、spiro-OmetaD空穴傳輸層以及金（Au）制成的金屬觸點(diǎn)構(gòu)成。研究人員表示，在鈣鈦礦和空穴傳輸層之間的界面處使用2D鈣鈦礦層，可以改善電荷載流子的傳輸/提取，同時(shí)抑制離子遷移。

該組件采用玻璃-玻璃封裝技術(shù)，并在紫外光照射下對(duì)組件進(jìn)行邊緣密封。

該面板的孔徑面積為27.22 cm2，在標(biāo)準(zhǔn)照明條件下測(cè)試，認(rèn)證效率為23.30%，穩(wěn)定效率為22.97%。據(jù)研究小組稱，這是有史以來該尺寸鈣鈦礦太陽(yáng)能組件的最高效率記錄。其補(bǔ)充說：“此外，鈣鈦礦太陽(yáng)能組件顯示出長(zhǎng)期的運(yùn)行穩(wěn)定性，在室溫條件下單日照連續(xù)照射1000小時(shí)后仍能保持94.66%的初始效率。”

科學(xué)家們相信這種組件技術(shù)可以轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)，并帶來鈣鈦礦光伏技術(shù)的商業(yè)化。

該研究小組還包括來自中國(guó)科學(xué)院、南方科技大學(xué)、西安交通大學(xué)和蘇州大學(xué)的學(xué)者，以及來自莫斯科國(guó)立羅蒙諾索夫大學(xué)、盧森堡科學(xué)與技術(shù)研究所（LIST）、德國(guó)維爾茨堡尤利烏斯*馬克西米利安大學(xué)和日本桐蔭橫濱大學(xué)的學(xué)者。

原標(biāo)題：EPFL公布具有23.3%破紀(jì)錄效率的鈣鈦礦太陽(yáng)能組件