我國(guó)科學(xué)家在錫基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池方面取得重要進(jìn)展

:太陽(yáng)能電池是一種把光能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，光電轉(zhuǎn)化效率的高低是衡量其性能的重要指標(biāo)之一。與傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池相比，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其效率較高、成本較低而成為研究熱點(diǎn)。目前鈣鈦礦太陽(yáng)能電池材料大多基于重金屬鉛的鉛基鈣鈦礦，帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題限制了其進(jìn)一步應(yīng)用；而錫基鈣鈦礦具有無(wú)毒、高吸光系數(shù)、高載流子遷移率和合適的光學(xué)帶隙等優(yōu)點(diǎn)，是理想的環(huán)境友好型太陽(yáng)能電池材料。但是，錫基鈣鈦礦存在結(jié)構(gòu)缺陷多、易氧化和器件結(jié)構(gòu)能級(jí)不匹配等問(wèn)題，致使錫基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率偏低。

針對(duì)以上問(wèn)題，我國(guó)科學(xué)家對(duì)錫基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過(guò)選用LUMO（Lowest Unoccupied Molecular Orbital，最低未占分子軌道）能級(jí)較淺的富勒烯衍生物ICBA（indene-C60 bisadduct）取代常用的PCBM（[6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester）作為電子傳輸層材料，提高了光照條件下的準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)位置，且ICBA抑制了碘離子遷移帶來(lái)的n型摻雜，降低了傳輸層和錫基鈣鈦礦界面的載流子復(fù)合，最終實(shí)現(xiàn)了錫基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池0.94V的開(kāi)路電壓和12.4%的光電轉(zhuǎn)化效率。相比目前性能最好的錫基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（開(kāi)路電壓：~0.6V，轉(zhuǎn)化效率：~10%），其開(kāi)路電壓和轉(zhuǎn)換效率明顯提高。

該研究推動(dòng)了錫基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的發(fā)展，提高了其光電轉(zhuǎn)化效率，對(duì)發(fā)展環(huán)境友好型非鉛鈣鈦礦太陽(yáng)能電池具有重要意義。

原標(biāo)題:我國(guó)科學(xué)家在錫基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池方面取得重要進(jìn)展