真空沉積鈣鈦礦薄膜示意圖 中科院大連化學(xué)物理研究所供圖
近年來(lái),采用溶液法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池取得很大進(jìn)展,小面積鈣鈦礦太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)換效率已達(dá)25.5%。然而,溶液法制備技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)大面積均勻制備、高通量連續(xù)生產(chǎn),并且溶液法制備技術(shù)會(huì)造成鈣鈦礦電池中存在溶劑殘留,進(jìn)而影響鈣鈦礦太陽(yáng)電池的穩(wěn)定性。
該研究中,采取真空交替沉積技術(shù)并結(jié)合低真空低溫退火策略,有效調(diào)控鈣鈦礦薄膜的形核和晶粒生長(zhǎng),在400平方厘米剛性和300平方厘米柔性基底上實(shí)現(xiàn)大尺寸、高致密、高質(zhì)量CsxFA1—xPbI3薄膜制備,結(jié)合Spiro—OmetaD空穴傳輸層制備的鈣鈦礦太陽(yáng)電池,轉(zhuǎn)換效率達(dá)21.32%,是文獻(xiàn)可查的真空法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池的最高轉(zhuǎn)換效率。
此外,合作團(tuán)隊(duì)還結(jié)合真空法制備的空穴傳輸層,實(shí)現(xiàn)了全真空法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池,轉(zhuǎn)換效率達(dá)18.89%,未封裝鈣鈦礦太陽(yáng)電池可在空氣環(huán)境下暗態(tài)保存189天,效率提升1%,展示了全真空法制備鈣鈦礦太陽(yáng)電池具有較高的穩(wěn)定性。
研究表明,全真空法制備技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高效率、高穩(wěn)定性鈣鈦礦太陽(yáng)電池的大面積、高通量制備,對(duì)于推動(dòng)鈣鈦礦太陽(yáng)電池的產(chǎn)業(yè)化具有重要意義。
原標(biāo)題:中科院成功研制出高通量、大面積柔性甲脒基鈣鈦礦薄膜