我国科学家在钙钛矿太阳能电池取得重要突破

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2018-10-13

  钙钛矿电池以其制备简单、成本低和效率高的优势在新型技术领域迅速崛起。   钙钛矿太阳能电池按照器件结构可分为正式和反式两种结构,相比于正式结构,反式结构器件因制备工艺更加简单、可低温成膜、无明显回滞效应、适合与传统太阳能电池(硅基电池、铜铟镓硒等)结合制备叠层器件等优点,受到学术界和产业界的关注。 但仍然存在开路电压与理论值差距较大、光电转换效率仍然偏低等应用瓶颈。

  在纳米研究国家重大科学研究计划(2015CB932200,钙钛矿型太阳电池的基础研究)的支持下,北京大学朱瑞研究员、龚旗煌院士与合作者展开研究,针对反式结构钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上存在的瓶颈,提出了胍盐辅助二次生长方法,开创性地实现了钙钛矿薄膜半导体特性的调控,显著降低了器件中非辐射复合的能量损失,在提升器件开路电压方面取得了突破,首次在反式结构器件中获得了超过的高开路电压(材料带隙宽度~)。   同时,在不损失光电流和填充因子等性能参数的情况下,显著提高了反式结构钙钛矿电池的光电转换效率实验室最高效率达到%。 经中国计量科学研究院认证,器件的光电转换效率高达%,是目前反式结构钙钛矿太阳能电池器件效率的最高记录。

  该结果为提升反式钙钛矿太阳能电池器件效率、推进该类新型光伏器件的应用化发展提供了新思路,可进一步拓展到钙钛矿叠层太阳能电池以及钙钛矿发光器件中,具有潜在的应用前景和商业价值。