中科院大連化物所制備出高性能二維鈣鈦礦太陽(yáng)電池

2021-06-07 來(lái)源：中電網(wǎng)

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據(jù)中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)站，近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所太陽(yáng)能研究部薄膜太陽(yáng)能電池研究組研究員劉生忠團(tuán)隊(duì)與陜西師范大學(xué)教授趙奎合作，在二維 Dion-Jacobson（DJ）鈣鈦礦成膜控制研究中取得新進(jìn)展，制備出高效率芳香族二維 DJ 鈣鈦礦太陽(yáng)電池。

據(jù)介紹，近年來(lái)，二維有機(jī) - 無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦半導(dǎo)體材料憑借其高的環(huán)境穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)多樣性，得到了廣泛關(guān)注。工作中，合作團(tuán)隊(duì)利用原位表征手段，實(shí)時(shí)追蹤二維 DJ 鈣鈦礦前驅(qū)體溶液反應(yīng)形成固態(tài)薄膜的結(jié)晶過(guò)程，以及其對(duì)量子阱生長(zhǎng)，電荷傳輸、太陽(yáng)電池性能的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，在溶液處理過(guò)程中，快速提取溶劑可以加快鈣鈦礦相的成核和生長(zhǎng)，避免從中間相到鈣鈦礦相的間接轉(zhuǎn)變。因此，通過(guò)提升薄膜質(zhì)量、優(yōu)化量子阱的厚度分布，有利于提高二維鈣鈦礦太陽(yáng)電池的電荷傳輸效率、載流子壽命和遷移率，最終改善電池的短路電流和開路電壓，制備出效率為 15.81% 的器件，這是目前文獻(xiàn)可查的芳香族二維 DJ 鈣鈦礦太陽(yáng)電池的最高效率。該研究對(duì)指導(dǎo) DJ 鈣鈦礦實(shí)現(xiàn)更優(yōu)化的光電性能和器件性能具有重要意義。