【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著光伏技術(shù)的快速發(fā)展，具有高效率和低成本特性的鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)受到了越來越多的關(guān)注，未來具有替代傳統(tǒng)晶硅電池的潛力，尤其是柔性鈣鈦礦太陽能電池(f-PSCs)在光伏建筑(BIPV)、分布式發(fā)電、便攜式設(shè)備充電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，成為當前光伏領(lǐng)域研究的熱點。
 

　　然而到目前為止，柔性鈣鈦礦太陽能電池所取得的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)仍舊落后于基于導(dǎo)電玻璃的剛性器件，這主要是由于在柔性襯底上沉積均勻和高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜具有很大挑戰(zhàn)。
 

　　為了解決這一問題，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所葛子義研究員領(lǐng)導(dǎo)的有機光電材料與器件團隊通過自下而上的策略，對電子傳輸層與鈣鈦礦層之間的界面進行修飾，向電子傳輸層中預(yù)埋3-氨基丙酸氫碘酸鹽(3AAH)，進而在錨定鈣鈦礦晶粒生長的同時還提升了電子傳輸層的質(zhì)量。
 

　　通過這種方法，鈣鈦礦薄膜在退火-冷卻過程中產(chǎn)生的殘余拉伸應(yīng)力被有效釋放，并轉(zhuǎn)化為微壓應(yīng)力，鈣鈦礦體缺陷與界面處缺陷密度顯著降低，所制備的柔性鈣鈦礦太陽能電池性能得到了大幅度提升，獲得了23.4%的優(yōu)異光電轉(zhuǎn)換效率，也是目前國際上報道的柔性鈣鈦礦電池最高效率之一。另外，機械耐彎折性能也得到顯著提高，在彎曲半徑為5毫米、循環(huán)彎曲4000次后仍可以保持初始PCE的84%以上。
 

　　這一策略為彌補柔性和剛性器件之間光電轉(zhuǎn)換效率的差距提供了一個新的思路，推動了柔性鈣鈦礦太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。相關(guān)成果以“Pre-buried ETL with bottom-up strategy towards flexible perovskite solar cells with efficiency over 23%”為題發(fā)表在國際知名期刊Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.202214788)上。寧波材料所博士生孟員員為該論文的第一作者，寧波材料所葛子義研究員和劉暢研究員為該論文的通訊作者。
 

　　相關(guān)研究得到了國家杰出青年基金(21925506)、國家自然科學(xué)基金(U21A20331、81903743、22005322、22279151)等項目的支持。
 

　　圖(a)預(yù)埋3AAH的柔性鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)以及J-V特性曲線；(b) 柔性器件在曲率半徑為5mm下的機械耐彎折性能
 

　　(新能源所 孟員員)