鈣鈦礦太陽(yáng)電池成本低、光電轉(zhuǎn)換效率高，被認(rèn)為是新一代光伏技術(shù)之一。研發(fā)高效、穩(wěn)定、可大面積制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池技術(shù)是目前主要的發(fā)展目標(biāo).

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葉繼春團(tuán)隊(duì)等，基于前期對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的研究，在高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽(yáng)電池的界面調(diào)控方面取得了新的研究進(jìn)展。

該團(tuán)隊(duì)基于2D/3D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)，研究發(fā)現(xiàn)0.2 eV的界面能級(jí)差可將器件對(duì)界面缺陷容忍度提高3個(gè)數(shù)量級(jí)，揭示了鈣鈦礦太陽(yáng)電池界面場(chǎng)鈍化和化學(xué)鈍化的定量關(guān)系。通過(guò)設(shè)計(jì)2D鈣鈦礦中鹵素的種類，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鈣鈦礦界面能級(jí)差的可控調(diào)節(jié)，并且形成的2D鈣鈦礦可顯著鈍化鈣鈦礦的表面缺陷和抑制的離子遷移。基于此，通過(guò)優(yōu)選2D鈣鈦礦前驅(qū)體，研究制備得到了效率達(dá)到25.32%的小面積電池(認(rèn)證效率為25.04%)和21.48%的大面積小組件電池(29cm2)，并表現(xiàn)出出色的穩(wěn)態(tài)輸出穩(wěn)定性，在最大功率點(diǎn)下連續(xù)輸出2000小時(shí)后仍然保持了初始效率的90%。該研究成果為開(kāi)發(fā)合適的界面調(diào)控方法，制備高效、穩(wěn)定、大面積的鈣鈦礦太陽(yáng)電池提供了理論和實(shí)驗(yàn)參考。

圖1? 基于鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)的界面能級(jí)差、缺陷密度與器件性能的定量關(guān)系

圖2?? 2D/3D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)的光電性能

圖3?? 2D鈣鈦礦中鹵素比例和種類對(duì)器件性能的影響

圖4? 基于2D/3D鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)設(shè)計(jì)的高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽(yáng)電池

來(lái)源：中科院寧波材料所