合肥物科所反式鈣鈦礦太陽電池傳輸層優(yōu)化研究獲進展

近期，中科院合肥物質(zhì)科學研究院固體物理研究所研究員潘旭團隊，在反式鈣鈦礦太陽電池傳輸層優(yōu)化方面取得進展，實現(xiàn)了太陽電池器件效率與穩(wěn)定性的雙重突破。 h!J
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此前，團隊通過均質(zhì)化鈣鈦礦吸收層中的陽離子分布，為優(yōu)化吸收層提供了新思路。在鈣鈦礦太陽電池器件結(jié)構(gòu)中，除核心的鈣鈦礦吸收層外，其兩側(cè)的半導體功能傳輸層對電荷分離與輸運發(fā)揮支撐作用，影響器件整體性能。其中，苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）是廣泛應用的電子傳輸層材料。但是，該材料在光照、高溫等典型環(huán)境應力作用下，易發(fā)生環(huán)加成反應并形成二聚體。這一變化會導致材料電荷遷移率下降、能帶結(jié)構(gòu)遭到破壞，進而拉低器件光電轉(zhuǎn)換效率，并使器件穩(wěn)定性衰減，成為制約鈣鈦礦太陽電池實用化進程的瓶頸。 Bv |jo&0n  
團隊通過分析PCBM分子在鈣鈦礦不同表面終端的堆疊行為，發(fā)現(xiàn)PCBM的異質(zhì)化取向是其生成二聚體的主要原因之一。團隊進一步設計了PCBM前驅(qū)體添加劑2,3,5,6 -四氟-4-碘苯甲酸，通過與PCBM分子的多相關作用，引導其在鈣鈦礦表面有序堆疊，均質(zhì)化其取向，從而抑制環(huán)加成反應所必需的反應位點拓撲對齊，并抑制二聚體生成。 ]R2Z