西工大實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池室溫快速無損封裝

西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院納米能源中心李炫華教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種室溫自交聯(lián)的氟硅聚合物凝膠，實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦太陽能電池的室溫快速無損封裝。此外，團(tuán)隊(duì)提出的封裝策略有效地促進(jìn)了傳熱并減輕了熱量積累對(duì)封裝器件的潛在影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，封裝器件在濕熱試驗(yàn)中經(jīng)過1000小時(shí)后仍保持98%的初始效率，在熱循環(huán)試驗(yàn)中經(jīng)過220次循環(huán)后仍保持95%的初始效率，滿足國(guó)際電工委員會(huì)IEC 61215的要求標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，由于氟硅聚合物凝膠出色的蓋板玻璃保護(hù)和對(duì)鉛的強(qiáng)螯合作用，封裝的器件分別在雨水測(cè)試和浸泡測(cè)試中表現(xiàn)出99%和98%的鉛泄漏抑制率。相比于傳統(tǒng)的POE封裝而言，該策略的提出為實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定和可持續(xù)的鈣鈦礦光伏電池提供了一種通用的集成解決方案。研究工作已被《自然-通訊》接收。

鈣鈦礦太陽能電池因具有較高的光吸收系數(shù)、合適的禁帶寬度以及簡(jiǎn)單的制備工藝等優(yōu)勢(shì)，受到世界各國(guó)廣泛的關(guān)注。經(jīng)過10多年的發(fā)展，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已高達(dá)25.7%，但因存在長(zhǎng)期穩(wěn)定性不足的問題，使其商業(yè)化進(jìn)程陷入瓶頸。器件封裝工程被證明是一種高效的策略，在提高器件穩(wěn)定性方面取得了令人鼓舞的進(jìn)展。然而，目前采用的聚合物封裝劑，存在導(dǎo)熱系數(shù)低、封裝工藝復(fù)雜以及無法抑制鉛泄露等問題。因此，在可持續(xù)發(fā)展的框架下開發(fā)簡(jiǎn)單高效的室溫封裝材料來實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦光伏電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行勢(shì)在必行。 利用氟硅聚合物凝膠封裝的鈣鈦礦電池在高溫、高濕度（85℃、85%相對(duì)濕度）下運(yùn)行1000小時(shí)，器件效率保持初始效率的98%，表現(xiàn)出了優(yōu)異的濕熱穩(wěn)定性。（西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院納米能源中心供圖）