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中國科研團隊成功研發(fā)新型雙自由基自組裝分子材料，推動鈣鈦礦太陽能電池效率與穩(wěn)定性實現(xiàn)雙重突破，為清潔能源發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

新型材料攻克技術(shù)難題

吉林省長春市6月29日電（記者楊侖）中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所秦川江、王利祥研究團隊在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重大進展。團隊創(chuàng)新性地開發(fā)出具有優(yōu)異性能的雙自由基自組裝分子材料，成功解決了該領(lǐng)域長期存在的效率衰減和大面積加工難題。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《科學(xué)》。鈣鈦礦太陽能電池因其高達26%的理論轉(zhuǎn)換效率、低成本及溶液加工優(yōu)勢，被視為光伏技術(shù)的重要發(fā)展方向。然而，傳統(tǒng)空穴傳輸層存在制備成本高、熱穩(wěn)定性差等問題，嚴重制約了其產(chǎn)業(yè)化進程。研究團隊負責(zé)人表示，現(xiàn)有材料的載流子傳輸能力不足和組裝均勻性差，直接導(dǎo)致器件在實際工況下效率快速下降。

創(chuàng)新分子設(shè)計實現(xiàn)性能飛躍

研究團隊采用給受體共軛設(shè)計策略，成功研制出開殼雙自由基自組裝分子。該材料在室溫下展現(xiàn)出穩(wěn)定的自由基特性，自旋濃度較傳統(tǒng)材料提升近1000倍。通過引入特殊位阻基團，有效抑制了分子堆疊現(xiàn)象，實現(xiàn)了溶液加工過程中的高度均勻性。

為準確評估材料性能，團隊率先運用掃描電化學(xué)池顯微鏡-薄層伏安技術(shù)，首次實現(xiàn)對單分子層載流子傳輸速率的定量分析。測試數(shù)據(jù)顯示，新型材料的載流子傳輸速率是傳統(tǒng)材料的2倍以上，在模擬工作條件下表現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性。

性能指標全球領(lǐng)先

基于該材料的太陽能電池創(chuàng)造了多項世界紀錄：小面積器件轉(zhuǎn)換效率達26.3%，微組件效率達23.6%，鈣鈦礦-晶硅疊層電池效率突破34.2%。在持續(xù)運行1000小時后，器件性能衰減率低于1%，遠超國際同類產(chǎn)品水平。該研究不僅為鈣鈦礦太陽能電池提供了革命性的材料解決方案，還建立了分子組裝態(tài)性能的精準評價體系。專家指出，這項突破將加速中國在新型光伏技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進程，對全球清潔能源發(fā)展具有重要意義。（此文出自見道官網(wǎng)www.0888job.com未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載否則必究，轉(zhuǎn)載請注明見道網(wǎng)+原文鏈接）見道網(wǎng)核心技術(shù)欄目編輯/楊貝華