中国科学院效果再登《天然》：我国研制出有机叠层太阳能电池完成现在最高光电转化功率

来源：米乐体育app官方网站下载安卓版    发布时间：2024-12-31 02:44:41

　　IT之家 10 月 19 日音讯，近年来钙钛矿资料在光伏范畴的潜力不断被人们开掘，单结钙钛矿太阳能电池功率屡创新高。

　　为进一步进步光电转化功率，中国科学院化学研讨所、北京分子科学国家研讨中心李永舫、孟磊团队与德国波茨坦大学 Felix Lang 教授等协作，完成了开路电压 1.36 V、光电转化功率大于 18% 的宽带隙钙钛矿太阳能电池（开路电压的进步是进步钙钛矿、有机叠层太阳能电池功率的重要的条件）。

　　团队将宽带隙钙钛矿太阳能电池与有机太阳能电池结合构建了钙钛矿、有机叠层太阳能电池，完成了 26.4% 的光电转化功率（经第三方认证为 25.7%）。

　　该效果为现在这类叠层太阳能电池的最高功率，为宽带隙钙钛矿太阳能电池下降电压丢失供给了全新思路，将有力促进钙钛矿、有机叠层太阳电池的开展。IT之家查询发现，相关效果已于 10 月 14 日宣布在《天然》正刊上（DOI:10.1038 / s40-y）。

　　据官方介绍，相较于其他品种的叠层太阳能电池，钙钛矿 / 有机叠层太阳能电池作为一种新式技能而十分重视。在钙钛矿 / 有机叠层太阳能电池中，选用宽带隙钙钛矿资料作为顶电池吸收短波长太阳光，选用窄带隙有机活性层作为底电池吸收近红外长波长太阳光，大幅拓展可利用太阳光谱规模并下降能量丢失。一起，钙钛矿子电池能够过滤高能量光子以维护有机活性层、避免其光降解；有机子电池可当作封装层阻隔水氧，进步环境稳定性，一起叠层太阳能电池的中心通明电极层还能够缓解钙钛矿顶电池负极处离子分散等问题，然后使钙钛矿-有机叠层太阳能电池的稳定性优于单结钙钛矿和单结有机太阳能电池。别的，钙钛矿 / 有机叠层太阳能电池也保留了可溶液制备太阳能电池的本征优势。

　　在钙钛矿太阳能电池中，宽带隙钙钛矿吸光层与 C60 电子传输层界面处常常存在严峻的界面复合，外表态诱导的导带费米能级钉扎效应会形成电压丢失。为下降界面处的电压丢失然后进步太阳能电池功率，钝化宽带隙钙钛矿吸光层与 C60 电子传输层的界面是一种有用的战略。

　　李永舫 / 孟磊团队在前期研讨的基础上，对钙钛矿 / 有机叠层太阳电池进行了深入研讨。他们研讨了具有顺反异构特性的 1,4-环己二胺分子关于宽带隙钙钛矿外表的钝化机制（图 1a），体系性地提醒了两种顺反异构的钝化剂分子所导致的钙钛矿外表结构差异，终究筛选出具有优势构型的顺式钝化分子（cis-CyDAI2）。结合理论核算与 X 射线研讨了顺反两种钝化剂分子结构导致的钙钛矿外表结构差异，经过研讨不同钝化分子处理的钙钛矿薄膜的光致发光量子产率，提取得到了相应的准费米能级割裂（图 1b），发现 cis-CyDAI2 处理的钙钛矿薄膜有更高的理论开路电压。

　　进一步地，他们经过紫外光电子能谱与外表开尔文力显微镜等测验手法发现，cis-CyDAI2 会导致宽带隙钙钛矿外表费米能级上升，削弱外表钉扎效应，与电子传输层有更好的触摸。终究在具有 1.88 eV 带隙的宽带隙钙钛矿单结电池中获得了 1.36 V 的开路电压与 18.4% 的光电转化功率。该战略为宽带隙钙钛矿太阳能电池下降电压丢失供给了全新思路。

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