近日,中國科學院大連化學物理研究所潔凈能源國家實驗室太陽能研究部研究員劉生忠帶領的團隊與陜西師范大學合作,運用固態離子液體作為電子傳輸材料,制備出效率達到16.09%的柔性鈣鈦礦太陽能電池,突破了目前柔性器件的最高效率。相關結果發表在《先進材料》期刊(Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201600446)上。
柔性太陽能電池由于具有質量輕,便攜,易于運輸、安裝等優點被廣泛關注。目前,高效鈣鈦礦太陽能電池均采用典型的三明治構型(陰極/電子傳輸層/鈣鈦礦吸光層/空穴傳輸層/陽極)。一般的界面層材料需要高溫處理 (>450℃),此過程不僅增加了能耗,同時也限制了高效柔性鈣鈦礦太陽能電池的應用。針對此問題,該團隊前期在室溫下利用磁控濺射制備了高透光、高載流子遷移率的氧化鈦電子傳輸層,基于此材料的柔性鈣鈦礦薄膜電池效率達到15.07%,是當時的最高效率。相關結果發表在《能源環境科學》(Energy Environ. Sci., 2015, 8, 3208-3214, DOI: 10.1039/C5EE02155C)上。
最近,該團隊發現利用一種固態離子液體作為鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸材料可以有效提高器件的效率,還可以很好地抑制器件中的電流-電壓滯后效應,制備的柔性電池效率達到16.09%,突破了目前柔性器件的最高效率。優異的器件性能主要歸因于該離子液體具有很好的光增透作用、較高的電子遷移率和合適的能級,同時離子液體可以減少鈣鈦礦薄膜的缺陷。這一研究成果為實現低成本、大面積柔性鈣鈦礦太陽能電池推廣提供了切實可行的途徑。
該研究工作得到了中央高校基金、長江學者和創新團隊“111計劃”和“千人計劃”項目的資助。
大連化物所柔性鈣鈦礦太陽能電池研究取得新進展
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鈣鈦礦—有機疊層太陽能電池是一種新型光伏器件,然而寬帶隙鈣鈦礦材料在制備和運行階段易發生成分分離,導致其性能快速衰減。近日,中國科學院化學研究所團隊針對這一難題,創新性提出“全階段調控”策略,通過引入......
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4月27日,記者從寧波大學獲悉,該校物理科學與技術學院鄭飛、胡子陽團隊在二維鈣鈦礦太陽能電池光電壓損失機制研究方面取得關鍵突破,團隊建立了二維鈣鈦礦內部載流子輸運的新認知范式,為定向消除光電壓損失、進......
3月4日,深圳理工大學研究團隊聯合蘇州大學、香港理工大學在《能源環境與科學》發表最新研究成果。合作團隊創新性地提出熱力學穩定策略,從熱力學根源上抑制了寬帶隙鈣鈦礦中富溴相的優先成核,成功攻克了其光致相......
如何讓輕薄、柔韌的鈣鈦礦太陽能電池既保持高效率,又能穩定、均勻地大面積生產?這一困擾學界與產業界的核心難題,如今有了創新解法。近日,中國科學院青島生物能源與過程研究所太陽能光電轉化與利用全國重點實驗室......
在國家自然科學基金項目(批準號:52473322)等資助下,武漢大學物理科學與技術學院王植平團隊提出一種原子尺度界面鍵合技術,解決了鈣鈦礦太陽能電池效率與穩定性難以協同提升難題。相關研究成果以“氧化鉿......
美國賓夕法尼亞州立大學研究團隊將合成DNA與半導體材料鈣鈦礦結合,研發出一種全新的“生物—電子”存儲設備,將DNA海量信息存儲能力與鈣鈦礦出色的電子性能合二為一,存儲密度更高,功耗僅為傳統存儲設備的百......
記者1月21日從廈門大學獲悉,該校材料學院教授張金寶團隊與西安交通大學教授梁超團隊成功開發了一種分子壓印退火新方法,可精準調控鈣鈦礦缺陷的形成與演變過程,為提升鈣鈦礦太陽能電池的穩定性提供了新思路。最......
廈門大學材料學院教授張金寶團隊與西安交通大學教授梁超團隊合作,開發了一種分子壓印退火新方法,可精準調控鈣鈦礦缺陷的形成與演變過程,為提升鈣鈦礦太陽能電池的穩定性提供了新思路。相關論文北京時間1月9日發......