科技日?qǐng)?bào)合肥5月15日電(記者 吳長(zhǎng)鋒)記者從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉,該院安徽光機(jī)所激光技術(shù)中心方曉東研究員課題組,在利用準(zhǔn)分子激光技術(shù)提升鈣鈦礦太陽(yáng)電池簡(jiǎn)稱性能研究方面取得新進(jìn)展。他們首次將準(zhǔn)分子激光退火技術(shù)應(yīng)用到鈣鈦礦太陽(yáng)電池 電子傳輸層的制備中,使用準(zhǔn)分子激光對(duì)磁控濺射制備的鎵摻雜的氧化鋅電子傳輸層進(jìn)行退火處理,鈣鈦礦太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性得到了顯著的提升。相關(guān)成果日前發(fā)表于國(guó)際期刊《RSC Advances》上。
鈣鈦礦太陽(yáng)電池自2009年被首次報(bào)道以來(lái)發(fā)展迅速,目前其光電轉(zhuǎn)換效率已超越多晶硅太陽(yáng)電池,達(dá)到了24.2%,極具應(yīng)用前景。鈣鈦礦太陽(yáng)電池的光吸收層有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦薄膜通常采用溶液方法在低溫(<150℃)下制備,既可構(gòu)筑剛性太陽(yáng)電池又具有發(fā)展柔性太陽(yáng)電池的天然優(yōu)勢(shì)。但溶液方法制備的鈣鈦礦薄膜表面會(huì)存在大量的缺陷,造成光生載流子的復(fù)合,阻礙電池性能的進(jìn)一步提高。同時(shí),目前鈣鈦礦太陽(yáng)電池常用電子傳輸層的制備過(guò)程需要在400~500℃的溫度下退火晶化,而此溫度超過(guò)了常用柔性基底能夠承受的溫度,制約了柔性鈣鈦礦太陽(yáng)電池的發(fā)展。
針對(duì)上述存在的問(wèn)題,結(jié)合準(zhǔn)分子激光光子能量高、單脈沖能量大、脈沖時(shí)間短、光斑面積大且能量分布均勻和熱效應(yīng)小等特點(diǎn),該課題組將準(zhǔn)分子激光技術(shù)引入鈣鈦礦太陽(yáng)電池研究中,通過(guò)準(zhǔn)分子激光輻照有效降低了鈣鈦礦薄膜的表面缺陷濃度,實(shí)現(xiàn)了電子傳輸層的低溫準(zhǔn)分子激光退火。改性后的瞬態(tài)熒光壽命測(cè)試表明,光照下薄膜中光生載流子的非輻射復(fù)合得到了有效抑制,電池的光電轉(zhuǎn)換效率也得到了明顯的提升。
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