科技日报记者 夏凡
记者12月18日获悉，宁波大学物理科学与技术学院太阳能电池课题组黄利克副教授，联合香港理工大学李刚教授课题组，在反式结构钙钛矿太阳电池的反向偏压和运行稳定性方面取得新成果。相关成果近日发表于国际期刊《先进能源材料》。
钙钛矿太阳电池因高效率、低成本等优势而备受关注，但其长期稳定性尤其是反向偏压稳定性，仍是产业化应用所面临的关键挑战。在户外应用中，光伏组件的阴影效应会导致部分电池处于反向偏置状态，引发局部热点甚至不可逆击穿，影响整体运行可靠性。
该研究采用n型V2O5-x半导体作为空穴收集层，结合V2O5-x功函数调控、ITO对光生空穴的量子隧穿提取实现高效钙钛矿太阳电池。“两年里我们团队经过300余批器件制备测试，通过调控氧化钒退火温度、优化氧空位浓度等关键光电参数，显著提升了器件热循环和反向偏压稳定性，最优器件光电转换效率达25.88%，性能居同类反式结构先进水平。”论文第一作者、宁波大学物理科学与技术学院硕士研究生康圣祥介绍。
据介绍，反式钙钛矿太阳电池通常具有p-i-n构型的能带结构，其中作为空穴传输层的p层通常为纳米晶NiOx等p型半导体材料，但其合成技术复杂，抗反向击穿能力有限，制约了高稳定器件的发展。该研究采用n型V2O5-x取代p型NiOx作为空穴收集层，实现了一种异于传统p-i-n能带结构的新型n-i-n能带构型的反式结构钙钛矿太阳电池器件，为新型氧化物半导体光伏应用及面向商业化的钙钛矿电池提供技术支撑。
该论文第一通讯作者为黄利克副教授，诸跃进教授、张京教授、刘小辉副教授为共同作者，香港理工大学李刚教授、黄佳明博士为共同通讯作者。
（受访者供图）
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