我国在软钙钛矿/CIGS 在太阳能电池研究方面取得突破

04-22 10:01

IT 世家 4 月 21 据中国科学院宁波材料技术与工程研究所报道，在叶继春研究员的带领下，其硅基太阳能和宽禁带半导体团队在初步研究钙钛矿叠层太阳能电池的基础上，高效钙钛矿 / 铜铟镓硒（CIGS）在叠层电池领域取得了新的进展。

该团队在 1.09 在平方厘米的设备上实现了 23.8% 认证光电转换效率，刷新这类电池的世界纪录。有关结果 4 月 18 每天发表在《自然》中・能源》上。

软性钙钛矿 / CIGS 叠层太阳电池由于它兼顾了钙钛矿优异的光电性能和优异的光电性能。 CIGS 优良的机械柔韧性，在轻柔柔性光伏领域具有广阔的应用前景。

但是，这个系统面临的关键科学问题是， CIGS 在传统自组装单分子的同时，底电池表面会使钙钛矿活性层难以达到均匀覆盖，（SAMs）空穴传输材料容易出现环绕和界面脱附现象，各种因素严重限制了叠层设备(尤其是大型设备)的光电转换效率和长期稳定性。所以，开发适用于表面粗糙的钙钛矿顶电池匀称生长技术，成为实现快速稳定的软钙钛矿。 / CIGS 重叠电池急需解决核心难题。

该团队开发了一种反溶剂种子层策略，解耦 SAMs 吸附和溶解过程，同时整合钙钛矿物晶体诱导生长。在溶解过程中，高极性溶剂可以抑制 SAMs 在吸附过程中，中团簇可以作为低极性反溶剂。 SAMs 吸附能提供良好的热学环境。

通过引入预混晶种层，可以提高钙钛矿的润湿性、晶体质量和界面附着力。最终实现了 1 cm2 认证效率为 23.8% 软钙钛矿 / CIGS 叠层太阳电池，连续运转 320 一小时后仍然保持 90% 上述初始性能，并且可以在 1 弯曲半径为厘米的耐受性 3000 次弯曲循环。