近日，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員劉生忠團(tuán)隊(duì)與陜西師范大學(xué)副研究員馮江山團(tuán)隊(duì)合作，在大面積鈣鈦礦太陽(yáng)電池研究方面取得新進(jìn)展。他們采用真空沉積法并結(jié)合低溫退火策略，制備了400平方厘米剛性和300平方厘米柔性高質(zhì)量甲脒基鈣鈦礦薄膜，并將該薄膜運(yùn)用到蒸發(fā)甲脒基鈣鈦礦太陽(yáng)電池上，獲得了文獻(xiàn)可查蒸發(fā)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的最高轉(zhuǎn)換效率。相關(guān)成果發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》上。

真空沉積鈣鈦礦薄膜示意圖

近年來(lái)，采用溶液法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池取得很大進(jìn)展，小面積鈣鈦礦太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率已達(dá)25.5%。然而，溶液法制備技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)大面積均勻制備、高通量連續(xù)生產(chǎn)，并且會(huì)造成鈣鈦礦電池中存在溶劑殘留，進(jìn)而影響鈣鈦礦太陽(yáng)電池的穩(wěn)定性。

該研究采取真空交替沉積技術(shù)并結(jié)合低真空低溫退火策略，有效調(diào)控了鈣鈦礦薄膜的形核和晶粒生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)大尺寸、高致密、高質(zhì)量CsxFA1-xPbI3薄膜制備，結(jié)合Spiro-OMeTAD空穴傳輸層制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá)21.32%。此外，合作團(tuán)隊(duì)還結(jié)合真空法制備的空穴傳輸層，實(shí)現(xiàn)了全真空法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池，轉(zhuǎn)換效率達(dá)18.89%，未封裝鈣鈦礦太陽(yáng)電池可在空氣環(huán)境下暗態(tài)保存189天，效率提升1%，具有較高穩(wěn)定性。

研究表明，全真空法制備技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性鈣鈦礦太陽(yáng)電池的大面積、高通量制備，對(duì)于推動(dòng)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。

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