香港大學(xué)關(guān)于鈣鈦礦太陽能電池載流子傳輸層的器件物理研究取得了最新進(jìn)展

:隨著能源及環(huán)境問題的日趨嚴(yán)峻，業(yè)界對(duì)于清潔可再生能源的需求也日益增大，高光電轉(zhuǎn)化效率（PCE），低制備成本的新型太陽能電池成為了光電子器件及材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在過去的十年中，鈣鈦礦太陽能電池的效率從3.8%攀升至最新的24.2%，表現(xiàn)出了極佳的商業(yè)化潛力，也因此收到了更多關(guān)注。鈣鈦礦太陽能電池的優(yōu)異性能歸因于鈣鈦礦材料本身優(yōu)秀的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)，但同時(shí)很大程度上也依賴于載流子傳輸層的優(yōu)化和設(shè)計(jì)。合適的載流子傳輸層可以顯著提升鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性，因此針對(duì)載流子傳輸層的器件物理研究，對(duì)于該器件研究的進(jìn)一步發(fā)展有著重要意義。

（來源：微信公眾號(hào)“MaterialsViews” ID：materialsviews）

近期，香港大學(xué)電機(jī)電子工程系的蔡植豪教授課題組，總結(jié)了鈣鈦礦太陽能電池載流子傳輸層的器件物理方面的相關(guān)研究，分別討論了實(shí)驗(yàn)制備以及理論模擬兩方面的工作。

在實(shí)驗(yàn)部分中，該綜述系統(tǒng)介紹了近期報(bào)道的載流子傳輸層的工作，包括可作為電子傳輸層的TiOx, SnO2, ZnO, 有機(jī)材料例如PCBM；以及作為空穴傳輸層的PEDOT:PSS, Spiro-OmetaD, PTAA, NiOx, 和其他新穎的有機(jī)無機(jī)材料。值得一提的是，文章也總結(jié)了分別用于電子和空穴傳輸層的雙傳輸層設(shè)計(jì)，同時(shí)也討論了柔性鈣鈦礦太陽能電池的低溫傳輸層制備方法。鑒于鈣鈦礦太陽能電池特殊的離子移動(dòng)特性，該綜述總結(jié)了離子移動(dòng)對(duì)于電池性能的影響，尤其是磁滯效應(yīng)的不同表現(xiàn)以及原因，并且整理了降低磁滯效應(yīng)的傳輸層設(shè)計(jì)。在理論部分中，文章首先討論了針對(duì)鈣鈦礦太陽能電池理論極限的預(yù)測方法，以及載流子傳輸層所引入的極限效率損耗問題。其次，文章介紹了包含離子移動(dòng)的載流子輸運(yùn)模型的研究進(jìn)展，以及基于這些模型的傳輸層研究。我們相信該綜述對(duì)于鈣鈦礦太陽能電池的載流子傳輸層的研究，尤其是器件物理方面，具有一定的指導(dǎo)意義。

文章以題“ Device Physics of the Carrier Transporting Layer in Planar Perovskite Solar Cells”發(fā)表在Advanced Optical Materials（DOI: 10.1002/adom.201900407）。

原標(biāo)題:AOM：最新研究進(jìn)展——平板結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池載流子傳輸層的器件物理研究