柔性鈣鈦礦太陽能電池研究取得新進展

　　5月31日，陜西師范大學和中國科學院大連化學物理研究所雙聘的劉生忠教授/研究員帶領的研究團隊，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》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。