近日，又韩国材料科学研究所(KIMS)能源与环境材料研究部由Dong-chan Lim博士和So-yeon Kim博士领导，开发出一种高度耐用的柔性钙钛矿太阳能电池材料及其制造工艺，即使在高湿度条件下也能保持稳定。
图片来源： KIMS
这项突破使得无需昂贵设备即可在环境空气中生产高效太阳能电池，从而有望显著降低制造成本。该研究成果发表在《Chemical Engineering Journal》上。
钙钛矿因其优异的光吸收性能、低廉的生产成本以及易于制成柔性薄膜的特性，作为能够取代传统硅太阳能电池的下一代材料而备受关注。然而，其易受潮性的影响，成为其商业化的一大障碍。
因此，其制造通常需要在低湿度环境或惰性气体条件下进行。此外，在生产柔性钙钛矿时，如何确保其机械耐久性仍然是一项重大挑战。
为了应对这些挑战，研究团队引入了一种缺陷钝化策略，利用二维钙钛矿材料从顶部和底部夹住太阳能电池的吸光层。
最终，他们成功制造出高效、耐用的柔性太阳能电池，即使在高达50%的相对湿度条件下也能稳定运行。这些太阳能电池还展现出卓越的稳定性，在运行2800小时后仍能保持85%以上的效率。
此外，这些器件在经过10,000次弯曲循环后仍保持了初始效率的96%，在极端剪切滑动试验中仍保持了87%的效率，证明了其机械稳定性。
这项成果展示了一种无需昂贵的温湿度控制环境即可制造钙钛矿太阳能电池的技术，同时也展现出迄今为止开发的柔性太阳能电池中最高水平的机械稳定性之一。
值得注意的是，该技术还通过成功应用于大面积连续生产工艺证明了其可扩展性，增强了其商业化潜力。预计这一进展将加速可卷曲太阳能电池和可穿戴电子产品市场的增长，同时促进大规模制造工艺的工业化，并增强太阳能技术的国际竞争力。
KIMS首席研究员Dong-chan Lim博士表示：“凭借这项技术，现在无需昂贵的设备，即可在常温常压下制造高效钙钛矿太阳能电池，从而显著降低生产成本。尤其值得一提的是，这种柔性器件拥有卓越的耐用性，使其成为可穿戴电子产品和车载太阳能系统应用的有力候选者。”
这项研究由国内外研究团队合作完成，包括瑞士弗里堡大学(University of Fribourg)、釜山国立大学(Pusan National University)和釜庆国立大学(Pukyong National University)。
除了这项技术之外，研究团队还计划继续开发下一代太阳能电池材料，使其在国内外各种环境下都具有出色的耐久性，同时降低生产成本。
该团队还致力于进一步推进大面积太阳能电池加工技术，以实现全面商业化。
