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，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院應用技術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展。相關研究結(jié)果發(fā)表于《美國化學會應用材料及界面》（ACS Applied Materials & Interfaces）上。

　　相對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)還需要進行TiCl4溶液或其他的一些修飾處理，這些都導致了介孔鈣鈦礦太陽電池的制備過程相對復雜和電池的一致性相對較差。

　　該研究組張旭輝等針對上述問題，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），同時起到了空穴阻擋和充當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，減少了電子復合，其光電轉(zhuǎn)換效率從11.90%提高到15.76%。同時，由于CCM TiO2層更加均勻，制備相對于傳統(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）。相關研究成果對今后發(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基礎研究發(fā)展計劃(“973”)項目和國家自然科學基金的支持。