驾驭螺旋之力：全球首创“弹性”手性界面可提升太阳能电池效率

靠谱客 9 月 18 日消息，来自香港科技大学工程学院的科学家团队最新研发了弹性手性界面（chiral interface），提升了钙钛矿太阳能电池的效率与耐用性，为其商业化铺平了道路。

项目背景

钙钛矿太阳能电池（PSC）是一种包含钙钛矿结构化合物材料的太阳能电池，其生产成本低廉且制造工艺简单。

与需要昂贵的高温、高真空制造工艺的传统硅基太阳能电池不同，钙钛矿可通过多种低成本印刷技术轻松制成薄膜。

近年来，PSC 的性能提升非常迅速，但商业化仍面临重大障碍，尤其是在实际应用条件下的多种稳定性方面，一个突出的挑战是电池各层之间粘附力不足，导致界面可靠性受限。

项目介绍

为解决这一问题，香港科技大学化学与生物工程系副教授周圆圆教授及其研究团队从天然手性材料的机械强度中获得灵感，在 PSC 中构建了一种前所未有的手性结构界面，从而实现了极高的可靠性。

研究团队在钙钛矿吸收层与电子传输层之间插入了基于 R-/S-甲基苄铵的手性结构夹层，以构建一个坚固且有弹性的异质界面。

经封装的太阳能电池在-40°C 至 85°C 之间进行 200 次循环测试，持续 1200 小时后，其初始功率转换效率仍保持了 92%，该测试遵循国际电工委员会（IEC）61215 太阳能电池标准进行。

该研究的第一作者、目前担任香港科技大学化学与生物工程系研究助理教授及前研究资助局博士后研究员的段田伟博士表示：

手性材料的迷人机械特性与其亚单元的螺旋排列密切相关，这种排列酷似机械弹簧，在关键器件界面引入具有手性结构的中介层，让钙钛矿太阳能电池在各种运行状态下更具机械耐久性和适应性。

项目意义

这一突破为太阳能的未来带来了巨大希望。随着可靠性和功率转换效率的潜在提升，未来的钙钛矿太阳能电池板在各种天气条件下可能变得更加可靠，确保长时间持续发电。

靠谱客附上参考地址

• Chiral-structured heterointerfaces enable durable perovskite solar cells，DOI: 10.1126/science.ado5172

• Harnessing the Helix: First-of-Its-Kind “Springy” Chiral Interface Boosts Solar Cell Efficiency

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