大連化物所柔性鈣鈦礦太陽能電池研究取得新進展

　　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?guī)ьI(lǐng)的團隊與陜西師范大學合作，運用固態(tài)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(guān)結(jié)果發(fā)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(zhì)量輕，便攜，易于運輸、安裝等優(yōu)點被廣泛關(guān)注。目前，高效鈣鈦礦太陽能電池均采用典型的三明治構(gòu)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(guān)結(jié)果發(fā)表在《能源環(huán)境科學》（Energy Environ. Sci., 2015, 8, 3208-3214, DOI: 10.1039/C5EE02155C）上。

　　最近，該團隊發(fā)現(xiàn)利用一種固態(tài)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(yōu)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(xiàn)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?；稹㈤L江學者和創(chuàng)新團隊“111計劃”和“千人計劃”項目的資助。