【摘 要】
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新型钙钛矿型太阳能电池因为其成本低廉和优异光电性质被《科学》杂志评为2013 年十大科学突破之一,被认为其将促进光伏能源产业产生革命性改变,有望真正使太阳能发电走
【机 构】
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青岛市太阳能与储能重点实验室,中国中国科学院青岛生物能源与过程研究所,青岛市崂山区松岭路189号,266101
【出 处】
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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议
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新型钙钛矿型太阳能电池因为其成本低廉和优异光电性质被《科学》杂志评为2013 年十大科学突破之一,被认为其将促进光伏能源产业产生革命性改变,有望真正使太阳能发电走向平民化时代.目前,甲胺铅碘(CH3NH3PbI3,MAPbI3)和甲脒铅碘(NH2CH=NH2PbI3,FAPbI3)是最有前景的两种钙钛矿材料.虽然结构类似,但其热稳定性、光吸收特性、载流子传输特性等方面存在巨大的差异.总体来讲,FAPbI3的光吸收特性和热稳定方面要优于MAPbI3,但由于FAPbI3的合成受到反应动力学的制约,FAPbI3的成膜性和结晶性方面受到很大的限制,这严重影响了载流子的传输行为.我们通过深入分析不同钙钛矿材料的成膜和结晶特性,明确了钙钛矿材料中缺陷的形成原因与控制因素,有针对性的采用低配位溶剂效应、杂化铅前驱体、掺杂等工艺控制钙钛矿的成膜性和结晶性.通过实施合理的缺陷控制和晶界钝化手段,在很大程度上降低了晶界缺陷能级对载流子的捕获作用,提高载流子在钙钛矿层中的扩散长度,从而实现了光电转换效率的进一步提升.在平面电池结构中,得到11.3％的光电转换效率,已达到该器件结构的世界领先的水平.对应的电池结构和光电转换效率如图1 所示.
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