上海光機所在高效率鈣鈦礦光伏電池空穴傳輸層添加劑工程方面取得新進展

近日，中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室使用絕緣材料聚苯硫醚改性鈣鈦礦光伏電池中的空穴傳輸層，大大提高了光電轉換效率和穩(wěn)定性，相關研究成果以“Improving the Performance of Perovskite Solar Cells with Insulating Additive-Modified Hole Transport Layers”為題發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces上。 tk,Vp3p  
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倒置鈣鈦礦太陽能電池由于其柔韌性和穩(wěn)定性，在下一代光伏發(fā)電領域具有巨大的應用潛力。通常來說，研究者都是通過高導電性添加劑改性空穴傳輸層，以達到超過21%的光電轉化轉換效率。然而，這些添加劑由于其對濕度的敏感性，會顯著影響器件的長期穩(wěn)定性�？昭▊鬏攲悠鸬搅穗姾商崛〉淖饔�，電荷提取發(fā)生在界面處，跟空穴傳輸層的本身性質有關。倒置器件中的空穴傳輸層一般是超薄的（10 nm左右），導電性對空穴傳輸層電荷轉移能力影響不大。 Q a8;MxK`  
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在本項工作中，分別選用了高導電性添加劑（F4TCNQ）和絕緣材料（聚苯硫醚）添加劑對空穴傳輸層進行改性，進而討論其對器件性能的影響。實驗表明，絕緣添加劑也可以得到超過21%的光電轉換效率。使用聚苯硫醚添加劑對空穴傳輸層進行了優(yōu)化，使光電轉換效率從19.1%提高到21.5%。器件的穩(wěn)定性也得到顯著提高，雙85老化條件下，簡易封裝的器件運行500小時候仍能保持50%的初始器件效率，穩(wěn)定性遠高于對比器件。通過系統的研究，最終把性能的提升歸功于HTL上鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸的增大和能級排列的改善，穩(wěn)定性的提高主要歸因于聚苯硫醚良好的防水性能。本項研究證明，絕緣添加劑改性空穴傳輸層也可以有助于提高倒置鈣鈦礦電池的光伏性能。 tAH0o\1;  
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相關研究得到了國家科技部重點研發(fā)項目、上海市科委、國家自然科學基金項目的支持。 \XT~5N6  
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原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.1c24349 Vo:Gp  
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