中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來，為了解決當(dāng)前全球日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問題，人們把目光投向了研發(fā)高效率、低成本的新型太陽能電池。在眾多的新型太陽能電池里，鈣鈦礦太陽能電池憑借其吸光系數(shù)高、載流子輸運(yùn)能力強(qiáng)、器件效率高等優(yōu)勢(shì)脫穎而出，吸引了眾多科研工作者的關(guān)注，是新型太陽能電池領(lǐng)域中的重要研究方向。
隨著鈣鈦礦電池的迅猛發(fā)展，鈣鈦礦電池的器件結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了由多孔敏化型向平面型結(jié)構(gòu)的變化，核心是器件的界面層發(fā)生了變化。器件界面層包括電子傳輸層和空穴傳輸層，器件界面性質(zhì)對(duì)鈣鈦礦電池性能影響很大，顯著影響載流子抽提和器件效率。同時(shí)，界面層的形貌和載流子輸運(yùn)能力對(duì)鈣鈦礦電池的器件效率的提高尤為關(guān)鍵。
近期，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所下屬新能源技術(shù)研究所方俊鋒帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，與中科院化學(xué)研究所研究員李玉良合作，將新型碳材料石墨炔摻雜進(jìn)雜化鈣鈦礦器件的電子傳輸層，有效地提高了電子傳輸層的電導(dǎo)，進(jìn)而提升了鈣鈦礦電池的器件性能，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Nano Letters【2015, 15, 2756】上。石墨炔是以sp、sp2和sp3三種雜化態(tài)形成的新的碳同素異形體，由1，3-二炔鍵將苯環(huán)共軛連接形成二維平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的全碳分子，具有豐富的碳化學(xué)鍵、大的共軛體系、寬面間距、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和半導(dǎo)體性能。石墨炔的引入不僅改善了界面材料的薄膜形態(tài)，更好地調(diào)控界面特性，提升了器件的短路電流值，從而增加了器件的光電轉(zhuǎn)換效率，而且器件效率不受電壓掃描條件影響。新型碳材料石墨炔的引入有效地提高了鈣鈦礦電池的性能，為下一步新型碳材料的應(yīng)用開發(fā)以及鈣鈦礦電池器件的研究提供了新的思路。
以上研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金、寧波市自然科學(xué)基金、中科院“百人計(jì)劃”和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)支持。
石墨炔摻雜PCBM提升電子傳輸
