日前，許昌學(xué)院教授鄭直課題組在太陽能電池器件研究領(lǐng)域取得了新進(jìn)展，揭示了高濕度條件下鹵化鉛鈣鈦礦太陽能電池器件的制備及穩(wěn)定性機(jī)理，相關(guān)成果在線發(fā)表于由英國皇家化學(xué)會主辦的《材料化學(xué)A》雜志上。

近年來，鹵化鉛鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域發(fā)展迅猛。短短6年間，該器件光電轉(zhuǎn)換效率迅速飆升到了20%以上。美中不足的是鹵化鉛鈣鈦礦材料對濕氣比較敏感，易在潮濕的環(huán)境下分解，從而導(dǎo)致太陽能電池器件光電轉(zhuǎn)換效率的下降。

課題組經(jīng)過兩年的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)高濕度條件下制備的鹵化鉛鈣鈦礦薄膜材料表面迅速被生成的碘化鉛薄膜保護(hù)起來，減少了鈣鈦礦材料的進(jìn)一步分解。另外，利用多孔的氧化鋅納米棒陣列結(jié)構(gòu)作為太陽能電池器件的電子傳輸層，也在一定程度上起到了保護(hù)鈣鈦礦材料的作用。沒有封裝的器件在40%的相對濕度條件下保存250天后，其光電轉(zhuǎn)換效率依然保持了最初效率的72%，顯示出了優(yōu)異的器件穩(wěn)定性。該課題組在此基礎(chǔ)上利用瞬態(tài)表面光電壓技術(shù)，對這種器件的光生載流子動力學(xué)過程和穩(wěn)定性機(jī)理進(jìn)行了研究。該工作的發(fā)表將對多孔結(jié)構(gòu)鹵化鉛鈣鈦礦太陽能電池器件的制備及穩(wěn)定性研究起到一定的指導(dǎo)作用。

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