固态分子压印退火新招,把钙钛矿太阳能电池长期掉链子的老毛病给治好了

厦门大学的张金宝教授和西安交通大学物理学院的梁超教授,这俩人一块儿搞出了个叫“固态分子压印退火”的新招,把钙钛矿太阳能电池长期掉链子的老毛病给治好了。现在全世界都想搞清洁能源,那种又便宜又好做的下一代光伏技术,本来就被大家看着能救命。可惜这个东西在强光和潮湿的地方待久了,性能掉得特别快,稳定性一直是拦路虎。就在前几天,西安交通大学和厦门大学联手,终于在这块硬骨头上下了嘴。他们就在《科学》上发了一篇长文,算是给咱国争光。 以前做薄膜的时候,大家都离不开热退火这一步。虽然它能把晶体养得壮实点,但也带来了一堆后遗症:表面坑坑洼洼的,内部的晶格乱了套。这些毛病藏在深处,正是让电池慢慢变菜的罪魁祸首。怎么能把晶体弄好,又不让它受伤?这事儿国际上都在挠头。 梁超和张金宝这两位教授决定另辟蹊径,把一种叫“分子压印”的想法硬塞进了退火环节。他们不在这上面用液态的化学剂或者后续处理,而是事先在钙钛矿前面铺一层致密的固态模板。这层模板是用吡啶基小分子做的,就像个纳米级别的模具一样死死卡在那儿。研究人员挑了一种叫2-吡啶乙胺的分子来当钉子,它能像铁钳一样死死咬住晶体表面露出来的铅离子。这种强力气的握手让铅碘骨架像穿上了盔甲一样稳当,高温下也不会散架。最重要的是它能堵住碘空位这个大漏洞。 实验结果显示,用这种新办法做出来的薄膜结晶特别好,缺陷也少了一大半。里面的电子跑起来也顺滑了,做成的电池不仅效率高,放到强光下或者烤箱里烤个几百小时,性能还是杠杠的。这就把以前让人头疼的问题给转化成了提升稳定的武器。 这种做法就好比从材料生长的最底层原理入手,通过聪明的分子设计主动去摆弄晶体。这就给咱们解决钙钛矿的烂摊子找到了一条很有希望的路子。这俩团队的成果体现了基础研究服务国家大事的方向。这个新技术不光推着光伏产业往实用化走了一大步,也给其他那些不稳定的材料做了个好榜样。这充分说明咱们在交叉领域的创新能力很强,以后肯定能在新能源这块站得更稳。 接下来研究团队还要深挖背后的道理,把这本事变成能放大面积做的工业技术。好让我国的光伏产业发展得更有底气。