光伏成本下降福星：钙钛矿太阳能电池正冉冉升起

2014-10-17 06:10

　　华中科技大学

　　光电转换效率：12.84%

　　7月18日出版的《科学》(Science)杂志刊发了华中科技大学韩宏伟课题组完成的有关全印刷介观钙钛矿太阳能电池研究的新成果。

　　借鉴钙钛矿太阳能电池的发展，韩宏伟课题组通过引入两性分子开发出混合阳离子型钙钛矿材料(5-AVA)x(MA)(1-x)PbI3(碘铅甲胺-5-氨基戊酸)，并将其应用于无空穴传输材料可印刷介观太阳能电池中。其特点是在单一导电衬底上通过逐层印刷方式涂覆二氧化钛纳米晶膜、氧化锆绝缘层、碳对电极层，之后填充钙钛矿材料。这一关键技术实现了介观太阳能电池低成本和连续生产工艺的完美结合。结果显示这种新材料的应用不仅获得了12.84%的光电转换效率，且器件显示出良好的重复性及稳定性。该光电转换效率获得美国Newport公司独立光伏实验室权威公证，为目前国际上无空穴传输材料型钙钛矿太阳能电池最高效率。

　　北京大学

　　光电转换效率：19.3%

　　根据北京大学9月消息，钙钛矿型有机—无机杂化材料纪录被刷新到19.3%（Science杂志报道），此前经权威机构验证的光电转换效率是17.9%。近期还有希望达到晶体硅电池的25%的水平。

　　研究发现，钙钛矿型光伏材料的结晶形貌对其光电性能的影响至关重要，北京大学肖立新教授、龚旗煌院士与西安交通大学吴朝新教授、侯洵院士合作，通过分步溶液成膜方法对掺氯钙钛矿材料进行优化，相对于一步溶液成膜方法，微观形貌容易控制，器件效率得到极大提高，并进一步研究钙钛矿薄膜材料的成膜条件，实现对钙钛矿薄膜形貌的调控，成功制备介观结构的钙钛矿太阳能电池，同时提高太阳能电池的吸光能力及电荷传输能力该创新研究群体还针对钙钛矿电池急需解决的稳定性问题，开发了一种新型疏水性空穴传输材料使器件的稳定性得到极大改善。

　　研究人员针对钙钛矿太阳能电池中的界面工程问题，利用碱金属盐修饰透明导电电极表面，优化了透明电极与钙钛矿活性层材料之间的能级匹配，实现了不依赖于氧化物致密层的钙钛矿型太阳能结构，该器件的光电转换效率可达到15.1%。结果表明，通过界面修饰工程可以替代常规的致密氧化物薄膜，实现电子的有效收集，这将有助于简化器件的制备工艺，同时也使钙钛矿太阳能电池仍保持良好的器件性能。

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