研究制备出高效柔性钙钛矿太阳能电池组件

柔性钙钛矿太阳能电池由于具有质量轻、便携式、高功质比等优点而被广泛关注。近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员杨栋和研究员刘生忠团队采用电子传输层中氧空位缺陷填充的策略，制备出了目前文献报道的最高效率的柔性钙钛矿太阳能电池组件。相关成果发表在《先进材料》。

大连化物所供图

团队长期致力于柔性钙钛矿太阳能电池中低温条件下制备高质量钙钛矿吸光层和电子传输层的研究，在早期就开发了可室温磁控溅射的TiO₂电子传输层和可低温制备的固态离子液体电子传输材料，并制备出了高效率柔性钙钛矿太阳能电池。随后，团队通过开发二甲基硫醚添加剂延缓钙钛矿的结晶过程，再次提升了柔性钙钛矿太阳能电池的效率。

本工作中，团队利用紫外光照射产生的氧和羟基自由基处理SnO₂电子传输层，降低了SnO₂薄膜中的氧空位缺陷。研究发现，由于给电子羟基的引入使得SnO₂的能级向上移动，有利于钙钛矿中电子的导出。而羟基可以在SnO₂和钙钛矿之间形成氢键，改善界面接触，提供电荷传输的通道。处理后SnO₂表面的浸润性得到了有效改善，更利于制备大面积均匀的钙钛矿薄膜。

随后，团队制备出面积为36.50cm²的柔性钙钛矿电池组件，效率达到18.71%，这是目前有文献报道的柔性钙钛矿组件的最高效率。同时，柔性钙钛矿组件表现出良好得机械性能，器件在弯曲1000次后，仍可保持83%的原有效率。

该工作提出了一种简单有效的界面处理方式，为促进高性能柔性钙钛矿电池组件的发展提供了有效途径。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202302484