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2023-04-10
顆粒在線訊：隨著光伏技術(shù)的快速發(fā)展，具有高效率和低成本特性的鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）備受關(guān)注，具有替代傳統(tǒng)晶硅電池的潛力。尤其是柔性鈣鈦礦太陽能電池（f-PSCs）在光伏建筑（BIPV）、分布式發(fā)電、便攜式設(shè)備充電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，成為當(dāng)前光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而，目前柔性鈣鈦礦太陽能電池所取得的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）落后于基于導(dǎo)電玻璃的剛性器件，這主要是由于在柔性襯底上沉積均勻和高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜頗具挑戰(zhàn)性。
中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葛子義帶領(lǐng)的有機(jī)光電材料與器件團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用自下而上的策略，對電子傳輸層與鈣鈦礦層之間的界面進(jìn)行修飾，向電子傳輸層中預(yù)埋3-氨基丙酸氫碘酸鹽（3AAH），進(jìn)而在錨定鈣鈦礦晶粒生長的同時提升了電子傳輸層的質(zhì)量。通過這種方法，鈣鈦礦薄膜在退火-冷卻過程中產(chǎn)生的殘余拉伸應(yīng)力被有效釋放并轉(zhuǎn)化為微壓應(yīng)力，鈣鈦礦體缺陷與界面處缺陷密度顯著降低，所制備的柔性鈣鈦礦太陽能電池性能得到提升，獲得了23.4%的優(yōu)異光電轉(zhuǎn)換效率，這是目前國際上報道的柔性鈣鈦礦電池最高效率之一。此外，機(jī)械耐彎折性能也得到顯著提高，即在彎曲半徑為5毫米、循環(huán)彎曲4000次后仍可以保持初始PCE的84%以上。這一策略為彌補(bǔ)柔性和剛性器件之間光電轉(zhuǎn)換效率的差距提供了新思路，推動了柔性鈣鈦礦太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究。
相關(guān)研究成果以Pre-buried ETL with bottom-up strategy towards flexible perovskite solar cells with efficiency over 23%為題，發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》（Advanced Functional Materials，DOI: 10.1002/adfm.202214788）上。研究工作得到國家杰出青年基金和國家自然科學(xué)基金等的支持。
（a）預(yù)埋3AAH的柔性鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)以及J-V特性曲線；（b）柔性器件在曲率半徑為5mm下的機(jī)械耐彎折性能。
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