组分调控——低温刮涂制备高效率钙钛矿太阳能电池的新思路

AENM-huangjinsong随着煤、石油、天然气等不可再生资源已经日渐枯竭,可再生能源的高效利用成为相关科研工作者的奋斗目标。太阳能作为一种清洁可再生能源具有其他燃料能源所无法比拟的优点,太阳能电池作为将太阳能转化成电能的光伏器件得到了广泛的研究。近年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其能量转化效率高、成本低而受到关注,短短数年之间,该类电池能量转化效率已经从2009年首次报道的3.8%提高到了22.1% 。

虽然钙钛矿太阳能电池性能优异,但是目前大多数的高效率钙钛矿太阳能电池是通过旋涂的方法制备的,这种薄膜淀积方式无法满足钙钛矿太阳能电池商业化的低成本,规模化要求。而通过低成本,规模化的淀积方式制备的钙钛矿太阳能电池的能量转换效率往往要比旋涂制备的钙钛矿太阳能电池的能量转换效率低30-50%。美国内布拉斯加大学林肯分校的黄劲松教授课题组证明了光照下有机-无机杂化钙钛矿薄膜中的相分离是低温刮涂钙钛矿电池的限制因素,并通过调控组分抑制了有机-无机杂化钙钛矿薄膜中的相分离,降低薄膜的缺陷态密度,首次通过刮涂方法实现了能量转化效率超过19%的钙钛矿太阳能电池,经过一个月的储存,未封装的电池显示出低于10%的效率衰减。相关文章发表在Advanced Energy Materials(DOI: 10.1002/aenm.201700302)上,文章第一作者为内布拉斯加大学林肯分校材料系学生唐诗和邓业浩。