【摘 要】
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基于有机无机杂化钙钛矿太阳能电池由于其梦幻般的能量转换效率且成本低廉,成为目前最具有应用前景的光伏技术之一。增加晶体的成核速率、减缓结晶速率,同时提高钙钛矿薄膜的耐弯折性能对于提高柔性钙钛矿太阳能电池的性能至关重要。研究发现通过对钙钛矿前驱体溶液引入高弹体材料聚氨酯,在减缓钙钛矿晶体结晶速率的同时,能够有效提高钙钛矿薄膜的耐弯折性能。通过这种方法可以获得微观上具有紧凑的微米级晶粒,宏观上光滑透亮的
【出 处】
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第六届新型太阳能电池材料科学与技术学术研讨会
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基于有机无机杂化钙钛矿太阳能电池由于其梦幻般的能量转换效率且成本低廉,成为目前最具有应用前景的光伏技术之一。增加晶体的成核速率、减缓结晶速率,同时提高钙钛矿薄膜的耐弯折性能对于提高柔性钙钛矿太阳能电池的性能至关重要。研究发现通过对钙钛矿前驱体溶液引入高弹体材料聚氨酯,在减缓钙钛矿晶体结晶速率的同时,能够有效提高钙钛矿薄膜的耐弯折性能。通过这种方法可以获得微观上具有紧凑的微米级晶粒,宏观上光滑透亮的钙钛矿薄膜,它能展现出优异的光电性能。以此方法制备的钙钛矿太阳能电池器件效率高达18.7%,并且几乎没有光电流迟滞效应,同时在空气中也十分稳定。更重要的是,研究发现高弹体聚氨酯能够将相邻钙钛矿晶体之间的晶界粘接起来,形成聚氨酯网络,因此有效地提高了钙钛矿薄膜的耐弯折性能。[1]在上述研究的基础上,他们受自然界中珍珠质结晶机理及结构的启发,引入两亲性弹性结晶基质到钙钛矿前驱体溶液中,以解决钙钛矿晶体薄膜的脆性问题。研究表明,通过调控掺杂量可实现钙钛矿晶体的垂直并联结构生长,消除了横向晶界对于器件效率的影响。同时,该结晶方式形成的弹性"砖泥"结构在力学稳定性上实现突破,首次实现平面薄膜的可拉伸功能。通过这种仿生结晶和结构设计,所制备1 cm~2的柔性钙钛矿太阳能电池光电转换效率突破15%。56 cm~2大面积电池组件第三方认证效率高达7.9%。该太阳能电池组件具有光电转换效率高、性能稳定、可穿戴贴合性强等优势,为可穿戴电子器件的应用提供了能源保证。[2]
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