近日，我院有機鈣鈦礦光伏技術(shù)團隊在寬帶隙鈣鈦礦光伏研究方面取得新進展：通過應(yīng)力調(diào)控策略實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的寬帶隙混合鹵素鈣鈦礦太陽能電池的制備，能力轉(zhuǎn)化效率高達21.72%。相關(guān)工作“Strain Regulation of Mixed-Halide Perovskites Enables High-Performance Wide-Bandgap Photovoltaics”以BETVLCTOR偉德官方網(wǎng)站為第一單位發(fā)表在國際頂級期刊《Advanced Materials》（2024，Doi：10.1002/adma.202401103）。碩士研究生李昕昊、李怡凡為論文共同第一作者，何庭偉博士和楊少鵬教授為共同通訊作者。
寬帶隙混合鹵素鈣鈦礦材料廣泛應(yīng)用于疊層太陽電池的頂層電池。然而，嚴重的開路電壓(Voc)損失限制了寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。MACl輔助結(jié)晶策略通常用于制備高性能的寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池，但MA陽離子會參與鈣鈦礦晶體重構(gòu)，并在後續(xù)的MACl揮發(fā)過程産生MA空位缺陷，引起嚴重的晶格畸變和鹵素離子遷移。因此，基于MACl輔助結(jié)晶的優(yōu)勢，消除MA空位缺陷以緩解鈣鈦礦晶格應(yīng)變，是寬帶隙鈣鈦礦體系迫切需要解決的難題之一。
在本工作中，作者將Rb離子引入到MACl輔助結(jié)晶的寬帶隙鈣鈦礦體系中。Rb離子在退火階段可以填補MA揮發(fā)引起的陽離子空位，減輕鈣鈦礦晶體的收縮應(yīng)變，增加鹵離子的遷移勢壘，有利于混合鹵素鈣鈦礦相的均勻結(jié)晶，進而獲得了顯著降低的Voc損失，實現(xiàn)了21.72%的能量轉(zhuǎn)換效率。在這項工作中，該團隊結(jié)合材料設(shè)計與結(jié)晶動力學(xué)調(diào)控，成功制備了高效穩(wěn)定的寬帶隙混合鹵素鈣鈦礦太陽能電池器件。該工作為解決MACl揮發(fā)誘導(dǎo)的鈣鈦礦晶格應(yīng)變問題提出了新策略，為進一步制備更高性能的寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池提供了新思路。
以上工作得到了BETVLCTOR偉德官方網(wǎng)站高層次引進人才項目和光伏技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心的資助，以及BETVLCTOR偉德官方網(wǎng)站物理學(xué)院公共測試中心的大力支持。
論文鍊接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202401103
