西工大實現(xiàn)鈣鈦礦太陽能電池室溫快速無損封裝

西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院納米能源中心李炫華教授團隊設(shè)計了一種室溫自交聯(lián)的氟硅聚合物凝膠，實現(xiàn)了鈣鈦礦太陽能電池的室溫快速無損封裝。此外，團隊提出的封裝策略有效地促進了傳熱并減輕了熱量積累對封裝器件的潛在影響。實驗結(jié)果表明，封裝器件在濕熱試驗中經(jīng)過1000小時后仍保持98%的初始效率，在熱循環(huán)試驗中經(jīng)過220次循環(huán)后仍保持95%的初始效率，滿足國際電工委員會IEC 61215的要求標準。同時，由于氟硅聚合物凝膠出色的蓋板玻璃保護和對鉛的強螯合作用，封裝的器件分別在雨水測試和浸泡測試中表現(xiàn)出99%和98%的鉛泄漏抑制率。相比于傳統(tǒng)的POE封裝而言，該策略的提出為實現(xiàn)高效、穩(wěn)定和可持續(xù)的鈣鈦礦光伏電池提供了一種通用的集成解決方案。研究工作已被《自然-通訊》接收。

鈣鈦礦太陽能電池因具有較高的光吸收系數(shù)、合適的禁帶寬度以及簡單的制備工藝等優(yōu)勢，受到世界各國廣泛的關(guān)注。經(jīng)過10多年的發(fā)展，鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已高達25.7%，但因存在長期穩(wěn)定性不足的問題，使其商業(yè)化進程陷入瓶頸。器件封裝工程被證明是一種高效的策略，在提高器件穩(wěn)定性方面取得了令人鼓舞的進展。然而，目前采用的聚合物封裝劑，存在導(dǎo)熱系數(shù)低、封裝工藝復(fù)雜以及無法抑制鉛泄露等問題。因此，在可持續(xù)發(fā)展的框架下開發(fā)簡單高效的室溫封裝材料來實現(xiàn)高效鈣鈦礦光伏電池的長期穩(wěn)定運行勢在必行。 利用氟硅聚合物凝膠封裝的鈣鈦礦電池在高溫、高濕度（85℃、85%相對濕度）下運行1000小時，器件效率保持初始效率的98%，表現(xiàn)出了優(yōu)異的濕熱穩(wěn)定性。（西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院納米能源中心供圖）