EN
行业新闻
行业新闻

及时、专业的方案,满足不断发展的流体自动化市场对创新、可靠和速度的要求

目前钙钛矿电池寿命有改进没有?

目前钙钛矿电池的寿命已有显著改进,科研团队通过揭示老化机制、开发新型技术,使钙钛矿电池的寿命大幅提升,部分成果已接近或达到产业化应用标准。以下是具体改进情况:


一、南京航空航天大学团队:气相辅助表面重构技术

  1. 老化机制揭示:南京航空航天大学郭万林、赵晓明教授团队发现,钙钛矿光伏电池的老化与碘离子在钙钛矿薄膜上的运动密切相关。白天在阳光照射下,碘离子在薄膜上“跑来跑去”,导致薄膜表面出现微小缺陷,转化效率随之衰减。如果碘离子只是在钙钛矿层运动,到了晚上,已衰减的效率还会自动修复。但一旦它们跑到了电荷传输层或电极,就再也回不到钙钛矿层了,这部分效率也会永久丢失。

  2. 技术改进:针对这一机制,团队开发出“气相辅助表面重构”技术,在钙钛矿薄膜表面设置了一个个细密的隔离舱,把碘离子约束在舱内,限制它们的活动范围。

  3. 实验数据:一块面积达785平方厘米、经过表面重构技术处理的大尺寸钙钛矿光伏电池,在50℃的环境下经受了101次模拟昼夜交替,转化效率仅损失3%,相当于能够在户外稳定工作25年。此外,该团队还让钙钛矿电池和商用晶硅电池共同接受夏季45天高温高湿环境和冬季18天低温环境的考验,结果钙钛矿电池在两种环境中的寿命均优于晶硅电池。

image.png

二、华东理工大学团队:石墨烯—聚合物机械增强技术

  1. 老化机制揭示:华东理工大学清洁能源材料与器件团队发现,“光机械诱导分解效应”是新型光伏不稳定性的关键机制。在太阳光照下,钙钛矿材料表现出显著的光致伸缩效应,膨胀比例可超过1%,这会导致钙钛矿晶体间的挤压,并在晶界附近积累局部应力,加速晶界区域的缺陷形成,造成钙钛矿电池的性能损失。

  2. 技术改进:团队提出石墨烯—聚合物机械增强钙钛矿材料的新方法,利用石墨烯出色的机械性能和聚合物的耦合效应,将晶格变形率从+0.31%下降至+0.08%,有效减少了晶界附近由膨胀引起的材料破坏。

  3. 实验数据:在标准太阳光照及高温下工作3670小时后,器件仍能保持初始效率的97%以上。


三、其他研究团队:材料优化与界面设计

  1. 老化机制揭示:另一项研究揪出了钙钛矿电池老化的“隐形杀手”——非辐射复合损失。

  2. 技术改进:团队通过优化两个关键点来减少非辐射复合损失:一是用PDCBT替代传统HTL,减少界面缺陷和碘离子扩散;二是升级钙钛矿成分,去掉不稳定的甲基铵(MA),改用CsFA成分,同时加MACl优化晶体质量,减少体相缺陷生成。

  3. 实验数据:在85℃、2倍太阳光的加速老化下,电池的T80寿命(效率保持80%的时间)从原来的18小时飙升到1000小时以上,翻了50倍。