Physica Status Solidi (RRL) – Rapid Research Letter:柔性钙钛矿太阳能电池的近期研究进展

相较于其他的太阳能电池,钙钛矿太阳能电池在近年来获得全世界研究人员的广泛关注和深入研究。目前为止,获得认证的钙钛矿太阳电池的最高能量转化效率已经达到23.7%。由于钙钛矿薄膜可以在低温下(~100℃)通过液相方法制备,所以它与柔性电子器件工艺相兼容,特别适合制备成柔性电池器件。柔性电池具有重量轻,可折叠,不易破碎等特点,并具有较高的质量比功率,非常适合与建筑、交通工具等进行一体化设计。特别的,柔性电池可以通过卷-对-卷的工艺进行大面积、低成本的生产。因此,开发高效柔性钙钛矿电池逐渐成为研究焦点之一。

柔性太阳能电池的基底一般包括两类,即柔性金属箔和柔性聚合物基底。PET,PEN等塑料基底具有廉价,质量轻,透光性好及机械性能优良等特点,但是其较低的熔化温度限制了载流子传输层的制备工艺,基于聚合物衬底的柔性钙钛矿电池的一个研究重点就是如何在低温条件下制备出高效载流子传输层薄膜。与此相反,金属箔片具有优良的延展性、导电性和耐高温特性,因此绝大多数高温制备载流子传输层的工艺都可以直接应用于金属箔衬底。但是,金属箔衬底的不透明性要求器件的背电极必须透明,这就对透明电极的制备工艺提出了新的要求。事实上,大多数基于金属箔衬底的柔性钙钛矿电池研究重点都在于开发高效透明电极。与此同时,常用的透明导电材料ITO薄膜在弯曲情况下非常容易开裂,从而导致电阻急剧增加,器件性能退化严重。因此,为了提高器件的弯曲稳定性,开发力学性能更加优异的透明导电电极是一个重要的突破方向。

西安交通大学电信学院阙文修教授课题组通过梳理柔性钙钛矿太阳能电池相关的文献,分别从钙钛矿材料,柔性基底,电极材料,载流子传输层选择等几个方面详细介绍并讨论了柔性钙钛矿太阳能电池近期的研究进展,从不同角度探讨了该领域研究所面临的主要问题和相应的解决途径,为后续柔性电池的研究提供了可靠参考和研究思路。相关论文在线发表在Physica Status Solidi (RRL) (DOI: 10.1002/pssr.201800566)上。

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