嶺大跨學科學院學者聯合研發嶄新策略 實現高效穩定反式鈣鈦礦太陽能電池
發佈時間：16:55 2025-11-12 HKT
鈣鈦礦太陽能電池因其製造成本低且能量轉換效率高，被視為新一代光伏技術的重要發展方向，有望大幅降低清潔能源成本。然而，該技術在高溫等環境下長時間運行的穩定性不足，嚴重限制了其商業化應用。為解決這一關鍵難題，嶺南大學（嶺大）跨學科學院助理教授吳聖釩與香港城市大學、中國科學院深圳先進技術研究院及吉林大學的科研團隊合作，成功開發出一種「自組裝單分子層（self-assembled monolayers, SAMs）穩定穩定策略」，可大幅提升高效鈣鈦礦太陽能電池在高溫連續運行時的穩定性，進而提升鈣鈦礦光伏的商業可行性。
跨學科學院首次以通訊作者身份在《自然》發表文章
相關論文已發表於國際學術期刊《自然》（Nature），題為《Toughened self-assembled monolayers for durable perovskite solar cells》，吳聖釩為共同通訊作者，這也是嶺大跨學科學院首次以通訊作者身份在《自然》發表文章。
研究團隊設計出「可交聯的自組裝分子」（JJ24），將其與現有的空穴選擇性SAM分子共組裝，經短暫加熱後形成穩定的共價鍵。基於該技術製備的鈣鈦礦太陽能電池，實現了26.98%的能量轉換效率，經第三方權威機構認證效率為26.82%，並在國際電工委員會（IEC）的嚴苛穩定性測試標準下（ISOS-L-2），表現出卓越的穩定性：連續運行1000小時後效率未衰減，在-40℃至85℃之間經歷700次冷熱循環後，仍保持98%以上的初始效率。
有望3至5年內推動實際部署與應用
吳聖釩指出，「此次研究的突破，在於同時實現了接近27%的能量轉換效率，以及在85 ℃高溫條件下，長時間連續運行無效率衰減的鈣鈦礦太陽能電池。此外，我們的實驗結果表明，該策略適用於各種主流SAM分子，因而具有良好普適性，並在放大太陽能電池面積過程中，展示出良好的可擴展性，有望在未來3至5年內推動大面積鈣鈦礦太陽能模組的實際部署與應用。」
本報記者
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