大連化物所制備出高效柔性鈣鈦礦太陽能電池組件

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化物所太陽能研究部薄膜太陽能電池研究組(DNL1606組)楊棟研究員和劉生忠研究員團隊采用電子傳輸層中氧空位缺陷填充的策略，制備出目前有文獻報道的最高效率的柔性鈣鈦礦太陽能電池組件。
 

　　柔性鈣鈦礦太陽能電池由于具有質量輕，便攜式，高功質比等優(yōu)點被廣泛關注。該團隊長期致力于柔性鈣鈦礦太陽能電池中低溫條件下制備高質量鈣鈦礦吸光層和電子傳輸層的研究。團隊早期開發(fā)了可室溫磁控濺射的TiO2電子傳輸層(Energy Environ. Sci.，2015)、可低溫制備的固態(tài)離子液體電子傳輸材料(Adv. Mater. ，2016)，制備出高效率柔性鈣鈦礦太陽能電池。隨后，團隊通過開發(fā)二甲基硫醚添加劑延緩鈣鈦礦的結晶過程，提升鈣鈦礦吸光層的質量，再次提升了柔性鈣鈦礦太陽能電池的效率(Adv. Mater.，2018)。
 

　　本工作中，團隊利用紫外光照射產(chǎn)生的氧和羥基自由基處理SnO2電子傳輸層，降低了SnO2薄膜中的氧空位缺陷。研究發(fā)現(xiàn)，由于給電子羥基的引入使得SnO2的能級向上移動，有利于鈣鈦礦中電子的導出；羥基可以在SnO2和鈣鈦礦之間形成氫鍵，改善界面接觸，提供電荷傳輸?shù)耐ǖ?；處理后SnO2表面的浸潤性得到有效改善，更利于制備大面積均勻的鈣鈦礦薄膜。最終，團隊制備出面積為36.50cm2的柔性鈣鈦礦電池組件，效率達到18.71%，這是目前有文獻報道的柔性鈣鈦礦組件的最高效率。同時，柔性鈣鈦礦組件表現(xiàn)出良好得機械性能，器件在彎曲1000次后，仍可保持83%的原有效率。該工作提出了一種簡單有效的界面處理方式，為促進高性能柔性鈣鈦礦電池組件的發(fā)展提供了有效途徑。
 

　　上述工作以“Highest-Efficiency Flexible Perovskite Solar Module by Interface Engineering for Efficient Charge-Transfer”為題，于近日發(fā)表在《先進材料》(Advanced Materials)上。該工作得到國家自然科學基金等項目的資助。(文/圖 楊棟、段連杰)