中国科学院长春应用化学研究所（以下简称长春应化所）成功开发出新型自由基自组装分子材料，解决了钙钛矿太阳能电池中空穴传输层性能不足与难以大面积均匀制备的难题，相关技术获美国国家可再生能源实验室效率认证。
钙钛矿太阳能电池因成本低、效率高、易加工等优势备受关注，可应用于光伏发电、车载光伏、光伏建筑等领域。但在钙钛矿太阳能电池中广泛使用的有机自组装分子的性能仍处于瓶颈，尤其存在载流子传输能力不足、化学稳定性差以及大面积溶液加工难度高等关键问题，最终导致电池的性能低、量产难，制约产业化落地。
针对这一难题，长春应化所秦川江研究员、王利祥研究员等团队历时3年，自主研发出“双自由基型自组装分子”并引入到钙钛矿太阳能电池中。
▲基于“双自由基自组装分子”制备的钙钛矿太阳能电池微模组
为验证材料性能，周敏研究员团队创新采用扫描电化学显微技术开展精准测试。结果显示，新材料在模拟实际工作环境中的载流子传输效率及稳定性均显著优于传统材料，载流子传输速率提高一倍以上。
测试结果还显示，器件连续运行数千小时后性能几乎无衰减。秦川江研究员介绍，新材料通过分子自组装，形成均匀薄膜，从根本上避免传统材料无序堆叠导致的组装密度损失，弥补了材料均匀性不足的缺陷。
近十年来，钙钛矿材料已经成为不少企业制备新能源电池时选择的关键材料。业内普遍将2025年视为钙钛矿技术快速发展的一年。目前，隆基绿能等数十家国内企业正在加速布局。
目前，该成果已申请1项国家专利。秦川江说，下一步，团队将积极尝试新材料的产业化应用，不断提升技术水平。
来源：新华社
责任编辑：王颖