【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(yáng)能電池(PSCs)受到了越來(lái)越多的關(guān)注，未來(lái)具有替代傳統(tǒng)晶硅電池的潛力，尤其是柔性鈣鈦礦太陽(yáng)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(dāng)前光伏領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
 

　　然而到目前為止，柔性鈣鈦礦太陽(yáng)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(wèn)題，中國(guó)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(jī)光電材料與器件團(tuán)隊(duì)通過(guò)自下而上的策略，對(duì)電子傳輸層與鈣鈦礦層之間的界面進(jìn)行修飾，向電子傳輸層中預(yù)埋3-氨基丙酸氫碘酸鹽(3AAH)，進(jìn)而在錨定鈣鈦礦晶粒生長(zhǎng)的同時(shí)還提升了電子傳輸層的質(zhì)量。
 

　　通過(guò)這種方法，鈣鈦礦薄膜在退火-冷卻過(guò)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(yáng)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(guó)際上報(bào)道的柔性鈣鈦礦電池最高效率之一。另外，機(jī)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(bǔ)柔性和剛性器件之間光電轉(zhuǎn)換效率的差距提供了一個(gè)新的思路，推動(dòng)了柔性鈣鈦礦太陽(yáng)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(guó)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(guó)家杰出青年基金(21925506)、國(guó)家自然科學(xué)基金(U21A20331、81903743、22005322、22279151)等項(xiàng)目的支持。
 

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