新型鈣鈦礦太陽能電池：轉(zhuǎn)換率18.1%

鈣鈦礦太陽能電池在近日又獲得了新的研究進(jìn)展。南京工業(yè)大學(xué)海外人才緩沖基地(先進(jìn)材料研究院)黃維院士、王建浦教授團(tuán)隊利用3溴苯甲胺制備了高結(jié)晶性、低缺陷的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜。

據(jù)了解，該薄膜上層是高度取向生長的三維鈣鈦礦組分，其較小的帶隙和低的激子束縛能可實現(xiàn)低能太陽光子利用和高效電荷分離。薄膜底部是豎直生長的寬帶隙鈣鈦礦組分，有利于實現(xiàn)高效的電荷傳輸。基于這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦薄膜，實現(xiàn)了功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)18.2%的準(zhǔn)二維鈣鈦礦太陽電池。未封裝器件在40%相對濕度的大氣環(huán)境下老化2400小時，效率仍保持初始值的82%。

更重要的是，將未封裝器件浸入水中60秒，其參數(shù)幾乎沒有變化，展現(xiàn)出優(yōu)異的水穩(wěn)定性。此外，該器件也能作為發(fā)光二極管很好的工作，外量子效率可達(dá)3.85%。在大氣環(huán)境下，未封裝器件在200 mA cm-2大電流密度下壽命達(dá)96小時，刷新了鈣鈦礦發(fā)光二極管穩(wěn)定性的世界紀(jì)錄。

該研究表明，基于3溴苯甲胺的準(zhǔn)二維鈣鈦礦材料有望實現(xiàn)高效穩(wěn)定的鈣鈦礦光電器件，而精確調(diào)控鈣鈦礦薄膜生長是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。