記者20日從大連理工大學獲悉，該?；瘜W學院學生團隊成功突破鈣鈦礦太陽能電池性能提升關鍵技術瓶頸，研發(fā)出兼具高效率、高穩(wěn)定性與超輕柔特性的新型電池，為臨近空間衛(wèi)星、無人機、飛艇等載具的能源供給提供了關鍵解決方案。
圖為相關器件結構及性能提升示意圖。
傳統(tǒng)硅太陽能電池因重量大、柔性差難以滿足輕質、高效的能源供給要求。鈣鈦礦太陽能電池比重低、超薄、柔性，是能源供應的理想選擇。但其電極系統(tǒng)存在界面接觸不佳、能級匹配不良兩大關鍵技術難題。
針對這些難題，大連理工大學一支平均年齡22歲的學生團隊歷經(jīng)3年攻關，提出三大創(chuàng)新技術。即通過“雙碳層解耦噴涂技術”優(yōu)化電極結構，增強界面接觸并加速電荷橫向傳輸；采用“金屬單原子負載技術”精準調(diào)控碳電極局域能帶結構；結合“界面耦合摻雜技術”，在功能層表面構建連續(xù)共軛體系，借助π-π堆積增強界面耦合，大幅提升電荷轉移效率。
團隊成員在實驗室做研究。（大連理工大學供圖）
團隊從電極材料、到電極結構、再到臨近界面逐層遞進開展研究，最終實驗數(shù)據(jù)顯示，研究刷新碳電極鈣鈦礦太陽能電池光電轉化最高效率，該電池可適應零下60攝氏度到零下80攝氏度循環(huán)變溫、230攝氏度高溫、強紫外輻射等極端工況，還實現(xiàn)在未封裝條件下連續(xù)穩(wěn)定運行1500小時，光電轉化效率保持初始值的95%以上?！拔覀冞€在此基礎上，構建碳電極鈣鈦礦摩擦納米發(fā)電機，實現(xiàn)光能與機械能互補，與無線傳感通信模塊集成，構建自供能探測節(jié)點”。項目負責人程嘉碩告訴記者。
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