大連化物所柔性鈣鈦礦太陽能電池研究取得新進(jìn)展

　　近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室太陽能研究部研究員劉生忠?guī)ьI(lǐng)的團(tuán)隊(duì)與陜西師范大學(xué)合作，運(yùn)用固態(tài)離子液體作為電子傳輸材料，制備出效率達(dá)到16.09%的柔性鈣鈦礦太陽能電池，突破了目前柔性器件的最高效率。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)材料》期刊（Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201600446）上。

　　柔性太陽能電池由于具有質(zhì)量輕，便攜，易于運(yùn)輸、安裝等優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注。目前，高效鈣鈦礦太陽能電池均采用典型的三明治構(gòu)型（陰極/電子傳輸層/鈣鈦礦吸光層/空穴傳輸層/陽極）。一般的界面層材料需要高溫處理 (>450℃)，此過程不僅增加了能耗，同時(shí)也限制了高效柔性鈣鈦礦太陽能電池的應(yīng)用。針對(duì)此問題，該團(tuán)隊(duì)前期在室溫下利用磁控濺射制備了高透光、高載流子遷移率的氧化鈦電子傳輸層，基于此材料的柔性鈣鈦礦薄膜電池效率達(dá)到15.07%，是當(dāng)時(shí)的最高效率。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《能源環(huán)境科學(xué)》（Energy Environ. Sci., 2015, 8, 3208-3214, DOI: 10.1039/C5EE02155C）上。

　　最近，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)利用一種固態(tài)離子液體作為鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸材料可以有效提高器件的效率，還可以很好地抑制器件中的電流-電壓滯后效應(yīng)，制備的柔性電池效率達(dá)到16.09%，突破了目前柔性器件的最高效率。優(yōu)異的器件性能主要?dú)w因于該離子液體具有很好的光增透作用、較高的電子遷移率和合適的能級(jí)，同時(shí)離子液體可以減少鈣鈦礦薄膜的缺陷。這一研究成果為實(shí)現(xiàn)低成本、大面積柔性鈣鈦礦太陽能電池推廣提供了切實(shí)可行的途徑。

　　該研究工作得到了中央高?；?、長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“111計(jì)劃”和“千人計(jì)劃”項(xiàng)目的資助。