大連化物所等平面型鈣鈦礦太陽能電池效率研究新進展

　　近日，中國科學院大連化學物理研究所太陽能研究部薄膜硅太陽電池研究組研究員劉生忠和陜西師范大學研究員楊棟團隊與美國弗吉尼亞理工大學教授Shashank Priya帶領的團隊合作，在平面型鈣鈦礦太陽能電池方面取得新進展，相關結果發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

　　平面型鈣鈦礦太陽能電池由于其結構簡單和易于制備的特點而備受關注。但相比于傳統介孔結構的鈣鈦礦電池，其效率仍然較低且存在嚴重的滯后效應。針對此問題，該團隊在前期工作中采用離子液體修飾氧化鈦作為電子傳輸材料，將平面型鈣鈦礦太陽能電池的效率提升到19.62%，取得了當時平面型鈣鈦礦太陽能電池的最高效率，且極大地抑制了平面型鈣鈦礦太陽能電池的滯后效應（Energy Environ. Sci.）。

　　最近，該團隊利用乙二胺四乙酸（EDTA）與氧化錫絡合，成功制備了一種性能優異的E-SnO2電子傳輸材料，基于此材料的平面型鈣鈦礦太陽能電池的效率突破21.60%（認證效率達21.52%）。E-SnO2電子傳輸材料較高的電子遷移率，以及合適的能級位置有效抑制了鈣鈦礦太陽能電池中離子遷移和正、負電荷傳輸失衡導致的界面處電荷積累，基本消除了平面型鈣鈦礦太陽能電池中的滯后效應。此外，在E-SnO2電子傳輸材料上生長的鈣鈦礦吸光層具有較大的晶體顆粒，大大降低了鈣鈦礦材料在晶界處的降解幾率，提升了平面型鈣鈦礦太陽能電池的環境穩定性。此項研究成果為制備高效穩定的平面型鈣鈦礦太陽能電池奠定了基礎。

　　該研究工作得到國家重點研發計劃、中央高校基礎研究基金、國家自然科學基金項目、111項目、國家大學科研基金、長江學者創新團隊實驗室基金、中國國家千人計劃項目的資助。