香港科大的新手性界面提升了钙钛矿太阳能电池的效率和耐用性，增强了商业前景。

由香港科技大学工程学院领导的科学家团队，在钙钛矿太阳能电池中开发了一种新的手性结构界面。这一突破提高了这种快速发展的太阳能技术的可靠性和功率转换效率，为其商业化铺平了道路。

钙钛矿太阳能电池（PSC）是一种包含钙钛矿结构复合材料的太阳能电池，其生产成本低且制造简单。与需要昂贵的高温、高真空制造工艺的传统硅太阳能电池不同，钙钛矿可以用各种低成本的印刷技术很容易地制成薄膜。近年来，PSC的性能迅速攀升，但商业化仍然存在重大障碍，特别是在现实条件下的各种稳定性方面。一个突出的挑战是不同层之间的粘附不足，导致有限的界面可靠性。

提高太阳能电池界面可靠性

为了解决这个问题，科大化学及生物工程系副教授周媛圆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中构建了前所未有的手性结构界面，解锁了非常高的可靠性。

该团队在钙钛矿吸收体和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，以形成一个强大的弹性异质界面。根据国际电工委员会（IEC） 61215太阳能电池标准进行测试，在- 40°C至85°C之间进行200次循环后，封装的太阳能电池在1200小时内保持了92%的初始功率转换效率。

机械性能和耐久性增强

“手性材料的有趣机械特性与其亚基的螺旋排列有关，类似于机械弹簧，”这项研究的第一作者，现任科大CBE系研究助理教授，前研究资助局博士后的段天伟博士说。“在关键的设备界面上加入手性结构的中间层，使钙钛矿太阳能电池在各种工作状态下更具机械耐用性和适应性。”

“这真的是钙钛矿太阳能电池商业化的曙光。考虑到这些电池的高效率，如果我们最终能够克服可靠性问题，将会看到数十亿的能源市场，”周教授说。

对太阳能商业化的影响

这一突破为太阳能的未来带来了巨大的希望。由于具有增强可靠性和功率转换效率的潜力，未来的钙钛矿太阳能电池板可以在各种天气条件下变得更加可靠，确保长时间连续发电。

该团队的研究成果最近发表在著名的《科学》杂志上。该论文由段天伟博士（第一作者）和周媛圆教授（第一通讯作者）以及来自美国国家可再生能源实验室、香港浸会大学和耶鲁大学的合作者共同撰写。

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