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钙钛矿含铅,破损 + 雨水冲刷会造成铅离子泄漏;真实户外环境热循环(-40~85℃),传统吸附膜低温变脆、高温失效,无法兼顾,钙钛矿太阳能电池在实际冷热循环环境中易破损泄漏铅离子,现有铅吸附材料无法耐受极端温度循环且会降低器件性能。
团队开发了低成本、高柔韧、高透明的 PGP 铅固定化薄膜,以 PVA 为基底、PBTCA 提供强铅螯合位点、甘油赋予耐低温柔性,实现光照发电与铅吸附兼容,且能耐受 - 20~65℃、-40~85℃长期热循环,实验结果显示 PGP 薄膜对刚性、柔性、模组及叠层电池的铅封存效率均超 98%,12 天热循环后仍保持 98% 以上 SQE,不牺牲电池效率与稳定性,成本仅约 0.32 美元 /㎡,适配产业化。
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图 1:PGP 薄膜的制备流程示意图与三种结合铅离子的结构及结合能计算结果。
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图 2:不同 pH、离子、温度下刚性 p-i-n 与 n-i-n 器件的铅离子浓度随时间变化及滴水测试结果。
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图 3:不同条件下柔性 p-i-n 器件的铅离子浓度变化与滴水测试结果。
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图 4:不同天数热循环后刚性、柔性器件的铅浓度测试结果及热循环流程示意图。
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