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制備高效柔性鈣鈦礦太陽能電池組件

中國(guó)科學(xué)報(bào)發(fā)布時(shí)間:2023-05-31 09:57:00
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員楊棟、劉生忠團(tuán)隊(duì)采用電子傳輸層中氧空位缺陷填充的策略,制備了目前文獻(xiàn)報(bào)道的效率最高的柔性鈣鈦礦太陽能電池組件。近日,相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

柔性鈣鈦礦太陽能電池由于具有質(zhì)量輕、便攜、高功質(zhì)比等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。團(tuán)隊(duì)在早期就開發(fā)了可室溫磁控濺射的TiO2電子傳輸層和可低溫制備的固態(tài)離子液體電子傳輸材料,并制備出了高效率柔性鈣鈦礦太陽能電池。隨后,團(tuán)隊(duì)通過開發(fā)二甲基硫醚添加劑延緩鈣鈦礦的結(jié)晶過程,再次提升了柔性鈣鈦礦太陽能電池的效率。

這項(xiàng)工作中,團(tuán)隊(duì)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,減少了SnO2薄膜中的氧空位缺陷。研究發(fā)現(xiàn),給電子羥基的引入使得SnO2的能級(jí)向上移動(dòng),有利于鈣鈦礦中電子的導(dǎo)出。而羥基可以在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(rùn)性得到了有效改善,更利于制備大面積均勻的鈣鈦礦薄膜。

隨后,團(tuán)隊(duì)制備出面積為36.50平方厘米的柔性鈣鈦礦太陽能電池組件,效率達(dá)到18.71%,這是目前文獻(xiàn)報(bào)道的柔性鈣鈦礦太陽能電池組件的最高效率。同時(shí),該組件表現(xiàn)出良好的機(jī)械性能,器件在彎曲1000次后,仍可保持83%的原有效率。

來源:中國(guó)科學(xué)報(bào)

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