香港大學關於鈣鈦礦太陽能電池載流子傳輸層的器件物理研究取得了...

2020-12-07 北極星太陽能光伏網

香港大學關於鈣鈦礦太陽能電池載流子傳輸層的器件物理研究取得了最新進展

北極星太陽能光伏網訊:隨著能源及環境問題的日趨嚴峻，業界對於清潔可再生能源的需求也日益增大，高光電轉化效率（PCE），低製備成本的新型太陽能電池成為了光電子器件及材料領域的研究熱點。在過去的十年中，鈣鈦礦太陽能電池的效率從3.8%攀升至最新的24.2%，表現出了極佳的商業化潛力，也因此收到了更多關注。鈣鈦礦太陽能電池的優異性能歸因於鈣鈦礦材料本身優秀的光學、電學性質，但同時很大程度上也依賴於載流子傳輸層的優化和設計。合適的載流子傳輸層可以顯著提升鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩定性，因此針對載流子傳輸層的器件物理研究，對於該器件研究的進一步發展有著重要意義。

（來源：微信公眾號「MaterialsViews」 ID：materialsviews）

近期，香港大學電機電子工程系的蔡植豪教授課題組，總結了鈣鈦礦太陽能電池載流子傳輸層的器件物理方面的相關研究，分別討論了實驗製備以及理論模擬兩方面的工作。

在實驗部分中，該綜述系統介紹了近期報導的載流子傳輸層的工作，包括可作為電子傳輸層的TiOx, SnO2, ZnO, 有機材料例如PCBM；以及作為空穴傳輸層的PEDOT:PSS, Spiro-OMeTAD, PTAA, NiOx, 和其他新穎的有機無機材料。值得一提的是，文章也總結了分別用於電子和空穴傳輸層的雙傳輸層設計，同時也討論了柔性鈣鈦礦太陽能電池的低溫傳輸層製備方法。鑑於鈣鈦礦太陽能電池特殊的離子移動特性，該綜述總結了離子移動對於電池性能的影響，尤其是磁滯效應的不同表現以及原因，並且整理了降低磁滯效應的傳輸層設計。在理論部分中，文章首先討論了針對鈣鈦礦太陽能電池理論極限的預測方法，以及載流子傳輸層所引入的極限效率損耗問題。其次，文章介紹了包含離子移動的載流子輸運模型的研究進展，以及基於這些模型的傳輸層研究。我們相信該綜述對於鈣鈦礦太陽能電池的載流子傳輸層的研究，尤其是器件物理方面，具有一定的指導意義。

文章以題「 Device Physics of the Carrier Transporting Layer in Planar Perovskite Solar Cells」發表在Advanced Optical Materials（DOI: 10.1002/adom.201900407）。

原標題:AOM：最新研究進展——平板結構鈣鈦礦太陽能電池載流子傳輸層的器件物理研究

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