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5月31日，陜西師范大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所雙聘的劉生忠教授/研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用固態(tài)離子液體作為電子傳輸材料，制備出效率達(dá)到16.09%的柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，突破了目前柔性器件的最高效率。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。

柔性太陽(yáng)能電池由于具有質(zhì)量輕，便攜，易于運(yùn)輸、安裝等優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注。目前，高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池均采用典型的三明治構(gòu)型(陰極/電子傳輸層/鈣鈦礦吸光層/空穴傳輸層/陽(yáng)極)。一般的界面層材料需要高溫處理 (>450℃)，此過程不僅增加了能耗，同時(shí)也限制了高效柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的應(yīng)用。針對(duì)此問題，該團(tuán)隊(duì)前期在室溫下利用磁控濺射制備了高透光、高載流子遷移率的氧化鈦電子傳輸層，基于此材料的柔性鈣鈦礦薄膜電池效率達(dá)到15.07%，是當(dāng)時(shí)的最高效率。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在《能源環(huán)境科學(xué)》(Energy Environ. Sci., 2015, 8, 3208-3214, DOI: 10.1039/C5EE02155C)上。

最近，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)利用一種固態(tài)離子液體作為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的電子傳輸材料可以有效提高器件的效率，還可以很好地抑制器件中的電流-電壓滯后效應(yīng)，制備的柔性電池效率達(dá)到16.09%，突破了目前柔性器件的最高效率。優(yōu)異的器件性能主要?dú)w因于該離子液體具有很好的光增透作用、較高的電子遷移率和合適的能級(jí)，同時(shí)離子液體可以減少鈣鈦礦薄膜的缺陷。這一研究成果為實(shí)現(xiàn)低成本、大面積柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池推廣提供了切實(shí)可行的途徑。

該研究工作得到了中央高?；?，長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“111計(jì)劃”的資助。