中科院大連化物所制備出高性能二維鈣鈦礦太陽電池

據中國科學院網站，近日，中國科學院大連化學物理研究所太陽能研究部薄膜太陽能電池研究組研究員劉生忠團隊與陜西師范大學教授趙奎合作，在二維 Dion-Jacobson（DJ）鈣鈦礦成膜控制研究中取得新進展，制備出高效率芳香族二維 DJ 鈣鈦礦太陽電池。

據介紹，近年來，二維有機 - 無機雜化鈣鈦礦半導體材料憑借其高的環境穩定性和結構多樣性，得到了廣泛關注。工作中，合作團隊利用原位表征手段，實時追蹤二維 DJ 鈣鈦礦前驅體溶液反應形成固態薄膜的結晶過程，以及其對量子阱生長，電荷傳輸、太陽電池性能的影響。

研究發現，在溶液處理過程中，快速提取溶劑可以加快鈣鈦礦相的成核和生長，避免從中間相到鈣鈦礦相的間接轉變。因此，通過提升薄膜質量、優化量子阱的厚度分布，有利于提高二維鈣鈦礦太陽電池的電荷傳輸效率、載流子壽命和遷移率，最終改善電池的短路電流和開路電壓，制備出效率為 15.81% 的器件，這是目前文獻可查的芳香族二維 DJ 鈣鈦礦太陽電池的最高效率。該研究對指導 DJ 鈣鈦礦實現更優化的光電性能和器件性能具有重要意義。

▲高效率芳香族二維 DJ 鈣鈦礦太陽電池 | 圖源：中國科學院網站

相關研究成果以 Film Formation Control for High Performance Dion–Jacobson 2D Perovskite Solar Cells 為題，發表在 Advanced Energy Materials 上。