新型摻雜劑使鈣鈦礦型太陽能電池轉(zhuǎn)換效率顯著提升

雙氟磺酰亞胺鋰鹽(Li-TFSI)通常被用作一種有效的摻雜劑，以改善最先進的“n–i–p結(jié)構(gòu)”鈣鈦礦型太陽能電池(PSC)中螺氧甲胺的導(dǎo)電性和空穴遷移率。然而，由于鋰離子(Li+)的超吸濕性和遷移性，這種摻雜會嚴重導(dǎo)致器件不穩(wěn)定。

近日，德國亥姆霍茲埃爾朗根-紐倫堡可再生能源研究所(HIERN)李寧(注：音譯)和中國電子科技大學電子科學與工程學院教授賈春陽聯(lián)合團隊提出了一種新型摻雜劑，有望使鈣鈦礦型太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性顯著提升。相關(guān)成果發(fā)表在《材料化學》上。

在本研究中，聯(lián)合團隊提出了一種具有疏水性和高遷移阻隔性的摻雜劑——氟化Fe-Cl(F20TPP)，作為螺環(huán)中Li-TFSI的潛在替代物。優(yōu)化后的PSC功率轉(zhuǎn)換效率最高可達21.53%，穩(wěn)定效率超過21%。

此外，使用新型的摻雜劑后，PSC的長期穩(wěn)定性顯著提高，在經(jīng)過太陽輻照度為100毫瓦/平方厘米的白光發(fā)光二極管連續(xù)照明900小時后，該器件仍保持其初始效率的84%;在無封裝的環(huán)境中，即便在50天后，PSC仍保持其初始效率的89%。

聯(lián)合團隊相信，這項工作通過結(jié)合模擬和實驗研究，解決了Li-TFSI基鈣鈦礦型太陽能電池中的內(nèi)在和外在不穩(wěn)定性的基本問題。本研究開發(fā)的新型摻雜劑可有效滿足未來光伏應(yīng)用的需求，具有良好的效率和器件穩(wěn)定性。(作者：鄭金武)

標簽： 新型摻雜劑 鈣鈦礦型 太陽能電池 轉(zhuǎn)換效率