近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所薄膜硅太陽(yáng)電池研究組(DNL1606)研究員劉生忠和陜西師范大學(xué)研究員楊棟、博士馮江山等在柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。

柔性太陽(yáng)能電池由于具有質(zhì)量輕、便攜帶、易于運(yùn)輸、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。高性能柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的關(guān)鍵部分是低溫界面層和高質(zhì)量鈣鈦礦吸光層。該團(tuán)隊(duì)前期通過開發(fā)低溫界面層，在柔性鈣鈦礦電池中取得了一系列成果：2015年，利用室溫磁控濺射法沉積氧化鈦界面層，制備的柔性鈣鈦礦電池效率達(dá)到15.07%(Energy Environ.Sci.);2016年，首次將離子液體作為界面層應(yīng)用到柔性鈣鈦礦電池中，將柔性鈣鈦礦電池效率進(jìn)一步提升到16.09%(Adv.Mater.)。

最近，該團(tuán)隊(duì)運(yùn)用二甲硫醚作為添加劑，通過控制鈣鈦礦吸光層的結(jié)晶過程，得到晶粒尺寸較大、結(jié)晶性較好、以及缺陷態(tài)密度較低的鈣鈦礦薄膜，將柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率提高到18.40%，同時(shí)將大面積(1.2cm2)柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率提升到13.35%。另外，利用添加劑制備的鈣鈦礦吸光層穩(wěn)定性得到顯著增加，在35%的濕度下放置60天，電池的效率仍能保持86%的原有效率，而無添加劑制備的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率相同條件下僅可保持原有效率的50%。此項(xiàng)研究成果是目前柔性鈣鈦礦電池的最高效率，為柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展奠定了實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。

該研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研究與發(fā)展計(jì)劃、中央高校基礎(chǔ)研究基金、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、111項(xiàng)目、國(guó)家大學(xué)科研基金、長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、國(guó)家“千人計(jì)劃”項(xiàng)目的資助。