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[热点]合肥研究院在钙钛矿太阳能电池领域取得新进展

2018-09-19来源:合肥房探网[热点]合肥研究院在钙钛矿太阳能电池领域取得新进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所李新化课题组与戴建明课题组互助,在钙钛矿太阳能电池领域取得新希望,启示了一种无有机电子传输层的新型高效钙钛矿太阳能电池,相干研究颁布在《先进原料》(Advanced Materials)杂志子刊Solar RRL (DOI:10.1002/solr.201800167)上。

  作为新能源中不行或缺的一部分,光伏能源的研究进展备受关注。其中,钙钛矿构造太阳能电池由于具有优胜的光吸取特征、带隙可调、载流子寿命长、转动率高、制备工艺简朴、成本低廉等长处,具有普遍的应用前景,成为光伏范畴的研究热点。

  钙钛矿太阳能电池分为正式(n-i-p)和反式(p-i-n)两种构造,而反式(p-i-n)平面结构钙钛矿太阳能电池(阳极/空穴传输层/钙钛矿/电子传输层/阴极金属)凭借制备工艺简单、可低温成膜、无显着迟滞效应等长处受到越来越多的存眷。但是照旧面对诸多标题:一是光电转换听命还稍显不足;二是作为钙钛矿(如:甲胺铅碘(MAPbI3))太阳能电池的核心部件有机电子传输层(如:C60、PCBM等富勒烯及其衍生物)的热镇静性差,且无法阻挡金属电极在MAPbI3中的扩散;三是有机电子传输层成本昂贵等。

  为相识决这些标题,固体所研究职员使用金属钛(Ti)庖代有机电子传输层,规划出如图1所示的钙钛矿太阳能电池(ITO(阳极透明导电玻璃)/PTAA(有机空穴传输层)/MAPbI3/Ti/Cathode (阴极金属))构造。研究评释,利用Ti的高粘滞性制备的Ti (10nm) 层或许完整共型地覆盖在钙钛矿表面,有利于低落电极交兵电阻,而且可以有用抑制阴极金属在钙钛矿器件中的扩散,从而有助于掩护器件结构的完备性和镇定性;另一方面,在Ti与MAPbI3的界面处,Ti与甲胺离子(MA+)形成Ti-N键,可以按捺MAPbI3因表层MA+的挥发而引起的分解,进一步提高了器件的镇定性(图2)。研究效果体现使用Ti作为电子传输层制备的钙钛矿电池的光电转换遵守已经到达18.1% (图3),这是目前金属材料与钙钛矿层直接兵戈器件所达到的最高服从,也是足以媲美传统PCBM作为有机电子传输层的钙钛矿太阳能电池的光电转换从命。而且相比于有机电子传输层的制备条件,Ti层的制备和成本更为简朴与低廉。

  此研究事情为修筑高效的钙钛矿太阳能电池供应了极新思绪,具有特别主要的引导意义。

  该工作获得国家天然科学基金、国度自然科学基金联结基金的资助。

  文章链接

 

图1. 反式ITO/PTAA/MAPbI3/Ti/Cathode结构的钙钛矿器件默示图 

 

图2. MAPbI3/Ti中界面Ti-N成键透露图 

 

图3. 阴极金属差异的钙钛矿器件电流-电压图