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鈣鈦礦太陽能電池的新突破

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:913次  |  2019年01月01日  

從中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)站獲悉,近期,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所李新化課題組與戴建明課題組合作,在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得新進(jìn)展,開發(fā)了一種無有機(jī)電子傳輸層的新型高效鈣鈦礦太陽能電池。

據(jù)悉,固體所研究人員利用金屬鈦(Ti)取代有機(jī)電子傳輸層,設(shè)計(jì)出鈣鈦礦太陽能電池(ITO(陽極透明導(dǎo)電玻璃)/PTAA(有機(jī)空穴傳輸層)/MAPbI3/Ti/Cathode(陰極金屬))結(jié)構(gòu)。研究表明,利用Ti的高粘滯性制備的Ti(10nm)層能夠完整共型地覆蓋在鈣鈦礦表面,有利于降低電極接觸電阻,并且能夠有效抑制陰極金屬在鈣鈦礦器件中的擴(kuò)散,從而有助于保護(hù)器件結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性;另一方面,在Ti與MAPbI3的界面處,Ti與甲胺離子(MA+)形成Ti-N鍵,能夠抑制MAPbI3因表層MA+的揮發(fā)而引起的分解,進(jìn)一步提高了器件的穩(wěn)定性。

據(jù)了解,研究結(jié)果顯示利用Ti作為電子傳輸層制備的鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到18.1%,這是目前金屬材料與鈣鈦礦層直接接觸器件所達(dá)到的最高效率,也是足以媲美傳統(tǒng)PCBM作為有機(jī)電子傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。而且相比于有機(jī)電子傳輸層的制備條件,Ti層的制備和成本更為簡(jiǎn)單與低廉。

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