合肥研究院采用一步法制備高連續(xù)性鈣鈦礦太陽電池電子傳輸層

　　近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院應(yīng)用技術(shù)研究所潘旭課題組在一步法制備高連續(xù)性鈣鈦礦太陽電池電子傳輸層方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)應(yīng)用材料及界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）上。

　　相對(duì)于平板鈣鈦礦太陽電池，介孔鈣鈦礦太陽電池更加穩(wěn)定，但其在導(dǎo)電基底先要制備致密空穴阻擋層，然后再制備介孔層，后續(xù)還需要進(jìn)行TiCl4溶液或其他的一些修飾處理，這些都導(dǎo)致了介孔鈣鈦礦太陽電池的制備過程相對(duì)復(fù)雜和電池的一致性相對(duì)較差。

　　該研究組張旭輝等針對(duì)上述問題，采用一步法制備TiO2致密介孔連續(xù)層（CCM）。通過一次旋涂致密介孔連續(xù)層前驅(qū)體溶液后退火處理，在導(dǎo)電基底上獲得一層連續(xù)的致密介孔層（下半部分致密、上半部分為介孔。其表面形貌及電池結(jié)構(gòu)見圖1a，b），同時(shí)起到了空穴阻擋和充當(dāng)電子傳輸骨架層的作用。特殊多孔洞介孔層的形成，更有利于鈣鈦礦層的沉積。由于致密空穴阻擋層和介孔層是一步法制備并且連續(xù)，沒有傳統(tǒng)介孔鈣鈦礦太陽電池致密空穴阻擋層和介孔層之間層與層的接觸，因此更有利于電子在TiO2膜內(nèi)的傳輸，減少了電子復(fù)合，其光電轉(zhuǎn)換效率從11.90%提高到15.76%。同時(shí)，由于CCM TiO2層更加均勻，制備相對(duì)于傳統(tǒng)介孔鈣鈦礦電池大大簡化，因此電池的一致性也得到了很大的提高（圖1c）。相關(guān)研究成果對(duì)今后發(fā)展新型高一致性介孔鈣鈦礦太陽電池具有一定的參考意義。

　　上述研究得到了國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”)項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金的支持。