科技日报记者 赵汉斌
记者15日从昆明理工大学获悉，该校材料科学与工程学院陈江照教授和何冬梅教授团队在高性能钙钛矿太阳能电池领域取得了重要进展，相关成果近日以“通用离子迁移抑制策略实现高性能钙钛矿太阳能电池”为题，发表于国际材料学顶级期刊《先进材料》上。
金属卤化物钙钛矿太阳能电池，是一种利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。因其具有较高的光电转换效率和较好的稳定性，在光伏领域受到广泛关注。目前，这种新型太阳能电池已实现了高达27%的认证光电转换效率，可与单晶硅电池效率媲美。但较差的长期工作稳定性，对钙钛矿光伏技术的商业化提出了严峻挑战。器件中每一个功能层及其界面，都与电池的长期稳定性密切相关。
鉴于此，陈江照、何冬梅团队报道了一种通用的离子迁移抑制策略来稳定多个功能层，通过杯芳烃超分子的主客体作用，同时抑制多种化学物种的迁移。研究人员基于两步法制备的4-叔丁基杯[8]芳烃掺杂的正式电池，实现了26.01%的效率，这是基于二氧化钛的平面正式电池报道的世界纪录效率。新型反式钙钛矿太阳能电池获得了27.18%的效率，这是真空闪蒸技术制备的钙钛矿电池相关研究的最高效率。
此外，未封装新型反式电池在最大功率点连续工作1200小时后，仍能保持其初始效率的90%以上，在相对湿度30%的环境中存放2800小时后，效率保持在初始值的95%以上，在65℃下热老化1500小时后，效率保持在初始值的90%以上。
此项创新研究提供了一种行之有效的方法，解决钙钛矿光伏器件和其他钙钛矿基光电器件不稳定的问题，为钙钛矿太阳能电池中离子迁移的抑制提供了一种普适性策略，有望推动钙钛矿光伏技术的产业化进程。
（昆明理工大学供图）
