記者近日從昆明理工大學(xué)獲悉，該校材料科學(xué)與工程學(xué)院陳江照教授和易健宏教授團(tuán)隊，在高性能鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重要進(jìn)展：他們通過多齒配體增強(qiáng)螯合以穩(wěn)定埋底界面策略，顯著提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率和壽命。國際化學(xué)領(lǐng)域期刊《應(yīng)用化學(xué)國際版》發(fā)表了相關(guān)成果。
金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池，是一種利用鈣鈦礦型的有機(jī)金屬鹵化物半導(dǎo)體作為吸光材料的太陽能電池。其屬于第三代新型高效太陽能電池，也被稱作“新概念太陽能電池”。因其具有很高的光電轉(zhuǎn)換效率和較好的穩(wěn)定性，在光伏領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。
目前，這種新型太陽能電池已實現(xiàn)了高達(dá)26.1%的光電轉(zhuǎn)換認(rèn)證效率，可與單晶硅電池效率媲美。但較差的長期工作穩(wěn)定性，對鈣鈦礦光伏技術(shù)的商業(yè)化提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。器件中每一個功能層及其界面，與電池的長期穩(wěn)定性密切相關(guān)。其中，正式n-i-p電池的埋底界面對制備高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池至關(guān)重要。
鑒于此，陳江照和易健宏團(tuán)隊開發(fā)了一種多齒配體增強(qiáng)的螯合策略，通過管理界面缺陷和應(yīng)力，來提高埋底界面的穩(wěn)定性。他們采用膦酸酯修飾埋底界面，并減輕了界面殘余拉應(yīng)力，促進(jìn)鈣鈦礦結(jié)晶，降低影響電池性能的界面能壘。該多齒配體調(diào)控策略，可適用于不同的鈣鈦礦組分，具有很好的普適性。由于顯著減少了非輻射復(fù)合和顯著提高的界面接觸，膦酸酯修飾的器件實現(xiàn)了24.63%的功率轉(zhuǎn)換效率，這是目前報道的空氣環(huán)境制備器件最高效率之一。
