Solar RRL:高性能Type-II型2D/3D钙钛矿异质结太阳能电池

2020年的全球疫情和自然灾害再次提醒我们必须敬畏大自然,减少过度开采化石能源。高效地利用清洁的太阳能资源,改善现有的能源结构是未来发展的大趋势。光伏技术将绿色环保的低密度太阳能转换成方便使用的电能,满足我们的生活所需,实现人与自然的协同发展。

钙钛矿太阳能电池是近十年发展起来的一种明星光伏技术,能高效地将太阳能转换成电能。钙钛矿材料来源丰富,制备简单,是一种有竞争力的材料。现在,钙钛矿太阳能电池的效率已经能与硅太阳能电池比拟,但是它的使用寿命仍然是商业化的主要障碍。因此,科学家把更多的精力投入到钙钛矿太阳能电池的稳定性研究之中。

香港中文大学电子工程系许建斌教授和和华南理工大学环境与能源学院严克友教授指导的研究生赵生合博士,利用动态旋涂方法原位生成了Type-II型2D/3D(二维三维)钙钛矿异质结,这种异质结能大大提高钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。与Type-I型2D/3D钙钛矿异质结不同,Type-II型异质结能够促进电子和空穴的分离,提高钙钛矿电池的效率,电池最高效率达到21.09%。此外,疏水的二维超薄钙钛矿层能够提高钙钛矿电池的湿度稳定性,使电池能够在70-80%的相对湿度中保持初始80%效率350小时。疏水的二维钙钛矿层与高吸光效率的三维钙钛矿层协同工作,可以保证钙钛矿电池高能量转换效率的同时,稳定性得到提高,相关论文在线发表在Solar RRL 上(DOI: 10.1002/solr.202000282)。