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(yáng)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(jìn)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(huì)與空氣中的水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致太陽(yáng)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(xiàng)研究中，研究人員創(chuàng)新性地提出了利用含共軛基團(tuán)的分子進(jìn)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(tuán)和疏水基團(tuán)的噻吩衍生物進(jìn)行表面修飾，實(shí)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(qiáng)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(yáng)能電池，不僅光電轉(zhuǎn)換效率提升至19.89%，同時(shí)，在50%的相對(duì)濕度環(huán)境中，其30天穩(wěn)定性測(cè)試效率衰減也在20%以內(nèi)，而未經(jīng)處理的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池在7天時(shí)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(yáng)能電池發(fā)展提供了重要方法。