華東理工大學(xué)材料學(xué)院清潔能源材料與器件課題組在鈣鈦礦太陽能電池器件穩(wěn)定性方面獲得最新研究成果，相關(guān)研究論文日前在線發(fā)表于《先進能源材料》。

通常，鈣鈦礦材料穩(wěn)定性較差，這極大地制約了其大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展。尤其在潮濕環(huán)境中，鈣鈦礦材料會與空氣中的水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致太陽能電池器件性能迅速衰減。因此，如何提高鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性是該領(lǐng)域面臨的重要挑戰(zhàn)。

在這項研究中，研究人員創(chuàng)新性地提出了利用含共軛基團的分子進行表面電子結(jié)構(gòu)調(diào)控的策略。基于鈣鈦礦材料的表面特性，研究人員首次采用了一類兼具共軛基團和疏水基團的噻吩衍生物進行表面修飾，實現(xiàn)了鈣鈦礦材料表面的電子結(jié)構(gòu)調(diào)控，加速了載流子傳輸，鈍化了表面缺陷，并大幅增強了電池器件的濕度穩(wěn)定性。通過表面噻吩基功能化修飾的鈣鈦礦太陽能電池，不僅光電轉(zhuǎn)換效率提升至19.89%，同時，在50%的相對濕度環(huán)境中，其30天穩(wěn)定性測試效率衰減也在20%以內(nèi)，而未經(jīng)處理的鈣鈦礦太陽能電池在7天時間內(nèi)效率衰減即超過90%以上。

專家表示，這一研究成果開辟了鈣鈦礦材料表面電子調(diào)控的新思路，為高效、穩(wěn)定的新型太陽能電池發(fā)展提供了重要方法。