化學(xué)所在高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池研究中取得進(jìn)展

　　鈣鈦礦材料光電性能優(yōu)異，具有吸收系數(shù)高、光電特性可調(diào)、雙極性輸送能力優(yōu)異的特點(diǎn)，同時(shí)兼具材料用量少、組件價(jià)格低廉、投資成本低的優(yōu)點(diǎn)，這使鈣鈦礦光伏在應(yīng)用場景上更有潛力。鈣鈦礦太陽能電池(pero-SCs)作為一種前景廣闊的光伏技術(shù)受到廣泛研究，其中載流子的提取和轉(zhuǎn)移對(duì)器件性能至關(guān)重要。
 

　　中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李永舫/孟磊團(tuán)隊(duì)近年來在鈣鈦礦太陽能電池的研究中不斷取得進(jìn)展。近日，該團(tuán)隊(duì)提出了局部氧化修飾(LOE)策略，通過在納米SnO2電子傳輸層中添加氧化劑來有效控制和維持SnO2的適當(dāng)氧化狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子傳輸層(ETL)的精細(xì)調(diào)控。研究人員使用鉻酸銨作為氧化劑，補(bǔ)償多余的氧空位，并產(chǎn)生p型半導(dǎo)體Cr2O3超薄層作為局部域的還原產(chǎn)物。形成的Cr2O3/SnO2納米p-n結(jié)有利于電荷的提取，減少了鈣鈦礦活性層在埋底界面處的非輻射復(fù)合。此外，無機(jī)鹽的加入調(diào)節(jié)了SnO2納米晶體的排布，形成了Cr2O3晶域，改善了晶格匹配，從而實(shí)現(xiàn)了α-FAPbI3晶體的垂直外延生長。具有Cr2O3/SnO2 ETL的α-FAPbI3基鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)了25.72%的PCE，在連續(xù)1個(gè)太陽光照下，達(dá)到T90>700h的工作穩(wěn)定性。該研究提出的LOE策略可用于對(duì)ETL和pero-SCs的光伏性能進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)和理論研究。
 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》上。
 

Cr2O3/SnO2薄膜的電導(dǎo)率、電子傳輸示意圖、能級(jí)圖以及平均靜電勢等