利用氟乙胺梯度鈍化工程制備高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽電池
近日，中國科學院大連化學物理研究所薄膜太陽能電池研究組研究員劉生忠團隊和陜西師范大學博士高黎黎、博士張靜等合作，在鈣鈦礦太陽電池添加劑工程研究中取得進展，制備出光電轉(zhuǎn)換效率為23.4%的鈣鈦礦電池。
近年來，鈣鈦礦材料由于具有獨特的光電特性和低廉的生產(chǎn)制備成本等優(yōu)勢，引發(fā)學界關(guān)注。鈣鈦礦薄膜作為鈣鈦礦太陽電池的核心成分，直接決定了器件的性能和穩(wěn)定性。在鈣鈦礦電池的制備過程中，不可避免地會在晶界及界面處引入大量缺陷，這些缺陷會作為非輻射復合中心，損傷器件的性能及穩(wěn)定性。添加劑工程能夠?qū)崿F(xiàn)對這些缺陷的有效鈍化，從而降低缺陷態(tài)密度，提高電池效率及穩(wěn)定性。
該研究中探索了在氟乙胺分子中，氟原子個數(shù)對梯度鈍化鈣鈦礦薄膜缺陷的影響，以及對調(diào)控薄膜光電性質(zhì)、鈣鈦礦電池效率和穩(wěn)定性的影響；ToF-SIMS研究發(fā)現(xiàn)，包含不同氟原子個數(shù)的添加劑在薄膜中呈現(xiàn)梯度分布，能夠鈍化薄膜不同位置的缺陷，其中，一氟乙胺實現(xiàn)了從體相到表面的整體鈍化，可將鈣鈦礦電池效率從22.2%提高到23.4%。
相關(guān)研究成果以Fluoroethylamine Engineering for Effective Passivation to Attain 23.4% Efficiency Perovskite Solar Cells with Superior Stability為題，發(fā)表在《先進能源材料》（Advanced Energy Materials）上。研究工作得到大連化物所創(chuàng)新基金、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、中央高校基金、教育部“111引智計劃”等的支持。
