中國團(tuán)隊(duì)解鎖太陽能電池長壽密碼穩(wěn)定性突破創(chuàng)紀(jì)錄

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2025-03-07 10:03:48 央廣網(wǎng)

鈣鈦礦太陽能電池因其高效、低成本、輕量化的特點(diǎn)，被視為未來光伏技術(shù)的重要方向。然而，這類電池存在穩(wěn)定性較差的問題，難以長期使用。3月7日，華東理工大學(xué)的研究成功解決了這一難題，成果發(fā)表在國際頂級期刊《科學(xué)》上?？蒲袌F(tuán)隊(duì)找到了延長鈣鈦礦太陽能電池壽命的關(guān)鍵方法，使這種更便宜、更輕薄的太陽能板離實(shí)際應(yīng)用更近一步。

鈣鈦礦太陽能電池被稱為“未來之光”，不僅能像傳統(tǒng)硅電池一樣發(fā)電，還能制成薄如紙張、可彎曲的形式，甚至可以貼在衣服或窗戶上使用。但多年來，其致命弱點(diǎn)在于使用壽命短，在陽光下很快就會“衰老”。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，鈣鈦礦材料在陽光照射下會反復(fù)膨脹收縮，導(dǎo)致內(nèi)部晶體相互擠壓產(chǎn)生破壞力，最終破裂。為解決這個問題，研究人員用石墨烯和特殊透明塑料制成超薄保護(hù)層，這層“防護(hù)服”顯著提升了材料的抗壓能力，將膨脹幅度從0.31%降至0.08%。

經(jīng)過嚴(yán)格測試，裝有這種保護(hù)層的太陽能電池在模擬日常使用的強(qiáng)光高溫環(huán)境下，持續(xù)工作3670小時（約153天）后仍能保持97%的發(fā)電效率，這是目前同類電池中最長的穩(wěn)定工作時間，意味著實(shí)際應(yīng)用成為可能。

這項(xiàng)突破不僅提供了新的解決方案，還顛覆了科學(xué)界的認(rèn)知。過去十年，全球科學(xué)家主要從材料配方改良入手，而華東理工團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了“物理損傷”這個隱藏殺手，為后續(xù)研究打開了新方向。相關(guān)專家表示，這項(xiàng)工作重新定義了提升穩(wěn)定性的技術(shù)路徑。

研究團(tuán)隊(duì)透露，該技術(shù)已開始與企業(yè)合作試驗(yàn)。一旦量產(chǎn)，將帶來革命性變化：建筑外墻的發(fā)電玻璃、可折疊的戶外充電毯甚至給手機(jī)充電的太陽膜都可能成為現(xiàn)實(shí)。據(jù)估算，鈣鈦礦電池生產(chǎn)成本僅為硅電池的三分之一，且發(fā)電效率還有提升空間。

隨著穩(wěn)定性瓶頸的突破，這項(xiàng)“實(shí)驗(yàn)室里的未來科技”正加速走向千家萬戶，為全球綠色能源轉(zhuǎn)型提供重要支持。

(責(zé)任編輯：于浩淙 zx0176)

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