北京理工大学姜岩团队最新EES:不依赖pH值的铅封存和光管理可实现可持续、高效的钙钛矿光伏发电

文摘   2025-01-09 21:33   瑞士  

钙钛矿太阳能电池的光照面比背面更容易受到外界冲击(如冰雹、飞石、雪、飓风等),导致Pb2+ 泄漏的可能性更大。它们在空气/固体界面还会遭受严重的光学损失,从而降低太阳能电池的性能。基于此,北京理工大学姜岩&华南师范大学陈伟强&松山湖材料实验室Qijie Liang团队精心设计了具有自修复特性的大面积织构磷酸盐缓冲功能化聚合物薄膜(PFPF),其尺寸可达 16 × 16 cm2,并应用于 PSC 的光照面,相关成果发表于Energy & Environmental Science期刊。PFPF 主要通过磷酸盐沉淀来固定 Pb2+,具有超快的 Pb2+ 封存速率(200.9 m2 min-1 g-1),封存容量相当于典型500 nm 厚 PSC 中理论 Pb 量的 24 倍。不受 pH 值影响的铅封存能力使得即使在极端环境条件下,Pb2+ 泄漏浓度也远低于美国饮用水安全水平 (15 μg/L)。PFPF 的金字塔结构表面还可以减少宽带波长的反射损耗,并增加入射光的光路。在刚性和柔性设备中都利用了这一点,将效率提高了7% 以上(相对增益)。PFPF成本低廉,可轻松应用于刚性和柔性设备,展示了其普遍适用性和良好的商业化潜力。
论文信息:X. Jin, J. Li, S. Zhu, W. Tan, J. Tang, X. Gong, X. Liu, Y. Zhang, C. Zhou, Z. Tang, V. O. Nyamori, B. S. Martincigh, M. L. Davies, M. Li, T. Chen, Q. Chen, J. Hu, Q. Liang, W. Chen and Y. Jiang, Energy Environ. Sci., 2025, https://doi.org/10.1039/D4EE03820G
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