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我国科学家在锡基钙钛矿太阳能电池方面取得重要进展

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2020-05-05 来源:K科技部网站

   太阳能电池是一种把光能转换成电能的装置,光电转化效率的高低是衡量其性能的重要指标之一。与传统硅基太阳能电池相比,钙钛矿太阳能电池因其效率较高、成本较低而成为研究热点。目前钙钛矿太阳能电池材料大多基于重金属铅的铅基钙钛矿,带来的环境问题限制了其进一步应用;而锡基钙钛矿具有无毒、高吸光系数、高载流子迁移率和合适的光学带隙等优点,是理想的环境友好型太阳能电池材料。但是,锡基钙钛矿存在结构缺陷多、易氧化和器件结构能级不匹配等问题,致使锡基钙钛矿太阳能电池的光电转化效率偏低。
针对以上问题,我国科学家对锡基钙钛矿太阳能电池进行了设计,通过选用LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,最低未占分子轨道)能级较浅的富勒烯衍生物ICBA(indene-C60 bisadduct)取代常用的PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester)作为电子传输层材料,提高了光照条件下的准费米能级位置,且ICBA抑制了碘离子迁移带来的n型掺杂,降低了传输层和锡基钙钛矿界面的载流子复合,最终实现了锡基钙钛矿太阳能电池0.94V的开路电压和12.4%的光电转化效率。相比目前性能最好的锡基钙钛矿太阳能电池(开路电压:~0.6V,转化效率:~10%),其开路电压和转换效率明显提高。
该研究推动了锡基钙钛矿太阳能电池的发展,提高了其光电转化效率,对发展环境友好型非铅钙钛矿太阳能电池具有重要意义。

 
 
 
 
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