界面調(diào)控與高效率鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

【摘要】：鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池近兩年脫穎而出,吸引了眾多科研工作者的關(guān)注,其主要原因在于其高轉(zhuǎn)換效率、制備工藝簡(jiǎn)單、成本相對(duì)低廉。目前,以是否采用空穴傳輸材料作為分類標(biāo)準(zhǔn),鈣鈦礦電池可分為有空穴傳輸材料(HTM)、無(wú)空穴傳輸材料(HTM-free)及基于傳統(tǒng)液體電解質(zhì)的鈣鈦礦電池。其中,無(wú)空穴傳輸材料鈣鈦礦電池在簡(jiǎn)化電池結(jié)構(gòu),降低成本方面具有更大的優(yōu)勢(shì),電池效率已經(jīng)超過(guò)11%。如何利用界面工程調(diào)控界面結(jié)構(gòu)、載流子分離、轉(zhuǎn)移和收集動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)于提升電池性能都至關(guān)重要。我們研究組在這方面做了一系列富有創(chuàng)新性的工作。[1-3]首次利用原子層沉積技術(shù)(ALD)在無(wú)HTM鈣鈦礦電池CH3NH3PbI3/Au界面引入超薄Al2O3層,構(gòu)建M-I-S結(jié)構(gòu)(metal-insulator-semiconductor),有效抑制光生電子的復(fù)合,提高長(zhǎng)波段光生載流子的收集效率和電池性能。[1-2]通過(guò)進(jìn)一步對(duì)CH3NH3PbI3的表面形貌進(jìn)行調(diào)控,使得無(wú)空穴傳輸材料鈣鈦礦電池及基于碳電極的無(wú)空穴傳輸材料鈣鈦礦電池效率率先突破11%。[3]在此基礎(chǔ)上,我們利用半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)二極管模型,結(jié)合交流阻抗譜對(duì)該電池的異質(zhì)結(jié)特性進(jìn)行了研究,獲得電池正向電流輸運(yùn)機(jī)制,并從電學(xué)角度解釋鈣鈦礦電池中普遍存在的高開(kāi)路電壓特性。在此,我們將系統(tǒng)介紹我們組在該領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展。 【作者單位】：中科院清潔能源前沿研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新能源材料和器件北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)科學(xué)院物理研究所
【關(guān)鍵詞】：鈣鈦礦電池 薄膜太陽(yáng)能電池 界面調(diào)控 M-I-S結(jié)構(gòu) 碳電極
【分類號(hào)】：TM914.4
【正文快照】： 界面調(diào)控與高效率鈣鈦礦太陽(yáng)能電池@孟慶波$中科院清潔能源前沿研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新能源材料和器件北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)科學(xué)院物理研究所!北京中關(guān)村南三街8號(hào) 100190 @李冬梅$中科院清潔能源前沿研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新能源材料和器件北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國(guó)科學(xué)院物理研究所!北

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