記者25日從西湖大學(xué)獲悉,，該校工學(xué)院王睿實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出一種新分子——Py3,，它有望顯著提升鈣鈦礦太陽能電池（以下簡(jiǎn)稱“鈣鈦礦電池”）光電轉(zhuǎn)化效率，并將其使用壽命延長(zhǎng)約2倍,。相關(guān)成果24日在線發(fā)表于《自然》雜志,。

　　“典型的鈣鈦礦電池共有5層?！蓖躅＝榻B,，在正置鈣鈦礦電池中，自電池表面到內(nèi)部依次為透明導(dǎo)電氧化物,、電子傳輸層,、鈣鈦礦光吸收層、空穴選擇接觸層,、金屬電極,；而在倒置鈣鈦礦電池中，電子傳輸層和空穴選擇接觸層的位置對(duì)調(diào),，其余幾層不變,。Py3分子主要針對(duì)倒置鈣鈦礦電池而開發(fā)。

　　近幾年,，科研人員發(fā)現(xiàn),，倒置鈣鈦礦電池的效率可與正置鈣鈦礦電池相媲美，且穩(wěn)定性更強(qiáng),，與疊層器件的兼容性也較好,。因此，倒置鈣鈦礦電池成為新的研究熱點(diǎn),。

　　不過,，王睿團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，倒置鈣鈦礦電池存在一些缺陷,，其與基于小分子的空穴選擇接觸層有關(guān),。該層是正電荷的“交通要道”，是實(shí)現(xiàn)倒置鈣鈦礦電池高效穩(wěn)定的關(guān)鍵組成部分,。

　　“空穴選擇接觸層的性能,，和所選用分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)?！?nbsp;王睿解釋說,，這類分子通常由共軛母核和錨定基團(tuán)組成，目前其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依賴氮,、硫,、氧等雜原子取代的π-共軛結(jié)構(gòu)。這容易導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,，影響鈣鈦礦電池的效率和穩(wěn)定性,。

　　為解決這一問題,，王睿團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江大學(xué)薛晶晶團(tuán)隊(duì)，嘗試構(gòu)建一種全新的共軛母核,。他們拋棄傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路,，把目光投向具有本征穩(wěn)定性的全碳基結(jié)構(gòu)——芘核。最終,，研究團(tuán)隊(duì)成功合成基于芘的共軛母核分子Py3,，并開發(fā)了新型空穴選擇接觸結(jié)構(gòu)。

　　實(shí)驗(yàn)測(cè)試顯示,，采用Py3分子作為空穴選擇接觸層的鈣鈦礦電池,，光電轉(zhuǎn)化效率顯著提高至26.1%；此類鈣鈦礦電池器件運(yùn)行壽命超1萬小時(shí),。而在現(xiàn)階段,，鈣鈦礦電池的使用壽命約為3000小時(shí)。（記者劉園園）

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