科学家研制出光电转化功率超27%的钙钛矿太阳能电池

  【环球网科技归纳报导】11月11日音讯，依据中国科学院官网信息，钙钛矿太阳能电池经过十余年的加快速度进行开展，其光电转化功率已从开始的3.8%提高至超越26%，但与理论极限功率仍存在必定距离。制备高质量钙钛矿半导体薄膜是完成高功率钙钛矿太阳能电池的要害要素。甲基氯化铵（MACl）因能一起下降钙钛矿成核势垒并促进晶体高质量成长，被广泛作为钙钛矿薄膜成长的辅助材料。

  近期，中国科学院半导体研讨所研讨员游经碧团队发现，根据MACl制备的钙钛矿薄膜，存在笔直方向上氯散布不均匀的问题，底子原因是MACl中的氯离子在钙钛矿结晶过程中敏捷搬迁至上外表引起富集。这种不均匀的氯散布会诱发钙钛矿上外表发生缺点和界面电子势垒，引起载流子复合丢失，阻止载流子输运，限制了器材光电转化功率的逐渐提高，一起影响其长期运转稳定性。

  针对传统成长办法导致钙钛矿中氯元素散布不均的问题，上述团队提出了笔直方向均匀化氯元素散布的战略（HVCD）：经过在钙钛矿薄膜成长中引进碱金属草酸盐，使用解离出的钾离子与氯离子之间的强结合效果，不可捉摸捆绑氯元素的笔直无序搬迁，使其在钙钛矿材猜中均匀散布。根据这一办法，研讨团队成功制备出载流子寿数高达20微秒，界面缺点态密度低至1013每立方厘米的钙钛矿半导体薄膜，明显按捺了由卤素氯元素上外表富集引起的载流子复合，并消除了界面电子势垒。

  根据所开发的氯元素均匀散布的钙钛矿薄膜，团队研制出经多家权威机构认证、光电转化功率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器材。器材在1个规范太阳光和最大功率输出点条件下继续运转1529小时后，仍坚持初始功率的86.3%。此外，器材在1个规范太阳光与85℃光热耦合加快老化条件下，继续运转1000小时后仍能保持初始功率的82.8%。该研讨完成了钙钛矿太阳能电池功率与稳定性方面的协同提高，将为其产业化开展供给重要支撑。（青云）