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98%性能保持率！

“離子鹽秘方”破解鈣鈦礦電池壽命難題

【IE網5月2日報道】

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這項突破關鍵在于替換鈣鈦礦電池電子傳輸層（ETL）中的標準富勒烯C60材料。

美國國家可再生能源實驗室（NREL）科學家最新研究表明，用離子鹽替代傳統富勒烯層可顯著提升鈣鈦礦太陽能電池的穩定性和性能。

研究表明，這種特制離子鹽替換標準組件后，鈣鈦礦電池初始實驗室效率達26.1%，略高于傳統材料25.5%。

提高實驗室初始效率關鍵在于延長電池壽命——在65℃（149℉）下運行2100小時后，電池效率仍保持26%，僅衰減約2%。

在更高溫85℃（185℉）下運行1500小時后，效率為25.5%，衰減約5%。

研究人員表示：“由四個子電池組成的6平方厘米微型組件，在55℃（131℉）下運行2200小時后，實驗室效率達23%，衰減不到9%。”

電子傳輸層創新

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這項突破的核心是替換鈣鈦礦電池電子傳輸層（ETL）中常用的富勒烯C60材料。該層對提取陽光激發的電子以產生電能至關重要。

盡管C60常用于穩定的“倒置”結構電池，但其分子特性會在界面形成結構薄弱點，影響長期性能和穩定性。

研究人員還表示：“富勒烯C60雖是倒置型鈣鈦礦電池電子傳輸層的常用材料，但其分子特性會導致界面結合力弱，制約電池性能，這對設備長期穩定性尤為不利。”

NREL團隊通過將C60與特定酸和化合物反應，創造出名為CPMAC的離子鹽。這一改變使界面性能得到顯著提升。

研究人員表示：“這一改變使電池電子傳輸層的機械強度提升三倍，這對設備長期穩定性和耐久性至關重要。”

倒置結構提升性能

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NREL高級科學家、研究核心設計者朱凱博士指出，機械強度的提升幅度超出預期。

朱博士表示：“這是意外發現，但非常令人振奮。”

鈣鈦礦是用于太陽能轉換的高效半導體材料。

研究人員強調：“鈣鈦礦是一種晶體結構，是吸收太陽光的超高效半導體材料。”

然而確保其在真實環境下的長期穩定性仍是研究重點。本研究采用了倒置型鈣鈦礦太陽能電池結構。

鈣鈦礦太陽能電池的倒置結構是指各層在玻璃基底上的沉積方式。這種構造以高穩定性和易于疊層電池集成而著稱。

這項研究為推進鈣鈦礦光伏技術商業化應用帶來了廣闊前景。

編譯: 孫桂林（新能源部）

審校: 陳 晴（新能源部）

編輯: 孫桂林（新能源部）