鈣鈦礦型薄膜太陽能電池研究獲得進展
2014年02月27日 10:1 7344次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 新技術
最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）清潔能源重點實驗室研究員孟慶波研究組在改進薄膜沉積工藝的基礎上，通過界面調(diào)控和薄膜沉積優(yōu)化，在無空穴傳輸材料的鈣鈦礦型甲胺鉛碘薄膜太陽能電池方面研究取得了重要進展，電池效率率先突破10%，電池開路電壓超過900mV 。該工作得到了北京市科委、科技部、國家自然科學基金委和中科院等項目的支持。
該結(jié)果表明，該電池的串聯(lián)電阻和二極管正向飽和電流均很小，可與目前廣泛研究的高效率薄膜太陽能電池（如Cu(In、Ga)Se2, CdTe）比擬。阻抗譜研究進一步證實理想模型分析的準確性，并得到了自洽的計算結(jié)果，直接證明了該類電池是異質(zhì)結(jié)薄膜太陽能電池。這一結(jié)論對該類太陽能電池器件設計和性能提升具有重要的指導意義。
鈣鈦礦型甲胺鉛碘薄膜太陽能電池以其結(jié)構簡單、制備成本低廉等優(yōu)點吸引了眾多科研工作者的關注。其光電轉(zhuǎn)化效率在近5年內(nèi)從3.8%迅速提高到15%以上，高于非晶硅太陽電池效率，被Science評選為2013年十大科學突破之一。隨著電池工藝的進一步發(fā)展和成熟，電池效率有望突破20%，有廣泛的應用前景。
但目前該類高效率的電池均采用較為昂貴的有機分子(比如Spiro-OMeTAD)作為空穴傳輸材料，這在很大程度上提高了電池成本，且有機材料的長期穩(wěn)定性也值得進一步檢驗。因此，發(fā)展高效率的無空穴傳輸材料的鈣鈦礦型薄膜太陽能電池成為這類新型太陽能電池的重要研究方向之一。目前，報道的無空穴傳輸材料的鈣鈦礦薄膜太陽能電池的最高效率達到了8%，還遠低于基于空穴材料的鈣鈦礦型電池。同時，對該類太陽能電池工作機理的認識上還存在敏化機制和異質(zhì)結(jié)機制的爭論。
責任編輯：彭彭
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