大连化物所刘生忠团队： 二维钙钛矿太阳能电池研究取得进展

【成果简介】

近日，中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能研究部硅基太阳能电池研究组研究院刘生忠带领的团队与陕西师范大学副教授赵奎合作，在二维(2D)钙钛矿电池领域取得新进展，相关研究成果发表在Energy & Environmental Science上。

【图文导读】

图1 Cs_x -2D钙钛矿的光电性质

（a）仅电子器件的暗电流 - 电压测量

（b）陷阱密度和电子迁移率的演变

（c）在FTO / TiO₂基底上的Cs_x2D膜的PL衰减曲线

图2 Cs₀ -2D和Cs₅ -2D钙钛矿太阳能电池的稳定性测量

（a）太阳能电池的长期稳定性测量

（b）不同湿度的太阳能电池的湿度公差测量

（c）在惰性气氛下80℃下的热稳定性

【研究内容】

与3D钙钛矿电池相比，2D有机无机杂化钙钛矿材料拥有可调的光电性能和优异的环境稳定性两大优点。由于2D钙钛矿存在吸收系数低、电荷传输能力差和激子结合能大等问题，导致其光伏性能差，电池效率低下。DNL1606组在二维(BA)₂(MA)₃Pb₄I₁₃钙钛矿中掺杂Cs元素，使得电池效率提高13.7%，是目前报道的二维器件中最高效率。研究团队发现，Cs元素的加入有利于控制晶体取向，增加2D平面的晶粒尺寸，增强载流子迁移率和电荷传输动力学。同时，2D钙钛矿电池的稳定性得到了显著地提升，在30%湿度情况下，经过1400小时后，器件的效率仍然保持89%。这将有助于推动钙钛矿太阳能电池的商业化应用。

研究工作得到了国家重点研发计划，国家自然科学基金，中央高校基金、教育部“111引智计划”和“千人计划”项目的资助。

原文链接：http://www.cas.cn/syky/201709/t20170911_4613939.shtml

文献链接：Stable high efficiency two-dimensional perovskite solar cells via cesium doping （EES,2017,DOI: 10.1039/C7EE01145H）

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