上科大研發高效率高穩定性鈣鈦礦太陽能電池

上海科技大學物質學院陳剛課題組通過使用烷基胺鹽對三維鈣鈦礦薄膜表面進行後處理，獲得高效率、高穩定性的鈣鈦礦太陽能電池；同時利用同步輻射掠入射X射線衍射技術深入研究表面後處理形成界面層的成分和結構，進一步研究界面調控與器件性能之間的相互聯繫。該成果近日發表於《先進功能材料》。

近年來，有機無機雜化鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率進一步提升至25%以上。高性能鈣鈦礦太陽能電池中一般含有甲脒和甲胺等有機陽離子，然而甲胺遇熱易分解的特性導致其熱穩定性遠達不到商業化標準；此外鈣鈦礦/電荷傳輸層界面存在的大量缺陷態進一步制約了鈣鈦礦太陽能電池的發展。

針對這一系列重要問題，陳剛團隊研究人員選用烷基胺鹽（丙胺氫碘酸鹽或1,3-二胺基丙烷二氫碘酸鹽）對三維無甲胺鈣鈦礦薄膜表面進行後處理，在鈣鈦礦和電荷傳輸層之間構築界面層，提升無甲胺鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能。利用同步輻射掠入射X射線衍射、紫外光電子能譜、紫外—可見吸收光譜以及螢光光譜等技術，全面研究界面層的結構和組成，並從缺陷鈍化效果、能級匹配和薄膜疏水性等方面探討界面層的結構和組成與器件性能的關係。

專家表示，這項工作將同步輻射技術應用於功能材料研究，為實現高效穩定鈣鈦礦太陽能電池的製備提供了理論和實驗指導。（來源：中國科學報 黃辛）

相關論文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202005846

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