中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所近日宣布,其研究團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSCs)領(lǐng)域取得重大突破。通過抑制碘離子(I?)遷移,團(tuán)隊(duì)成功提升了PSCs的穩(wěn)定性,使其光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)超過26%,并在高溫高濕環(huán)境下展現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性。
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池雖然效率高,但穩(wěn)定性差,一直是其商業(yè)化應(yīng)用的主要障礙。碘離子在光照和熱作用下的遷移和轉(zhuǎn)化是導(dǎo)致PSCs不穩(wěn)定的主要原因。寧波材料所葛子義研究員和劉暢研究員團(tuán)隊(duì)通過引入一種名為BT2F-2B的化合物,有效抑制了I?的遷移和轉(zhuǎn)化,減少了碘空位缺陷,從而大幅提升了PSCs的穩(wěn)定性。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,采用該方法制備的反式單結(jié)PSCs在85℃高溫和50%相對(duì)濕度條件下,經(jīng)過1000小時(shí)老化測(cè)試后,仍能保持85%的初始效率。此外,當(dāng)BT2F-2B應(yīng)用于寬帶隙(1.77 eV)鈣鈦礦系統(tǒng)時(shí),全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池的PCE達(dá)到了27.8%,進(jìn)一步證實(shí)了該策略的普遍性。
相關(guān)研究成果已發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上,研究工作得到了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)博士后科學(xué)基金的支持。