新型有机钙钛矿太阳能电池研究获进展

中科院上海应用物理研究所（以下简称应物所）高兴宇课题组与苏州大学孙宝全、廖良生课题组合作，在有机和钙钛矿太阳能电池研究领域取得一系列进展，相关研究成果分别发表于《先进材料》和《应用材料与界面》等期刊。

　　有机和钙钛矿太阳电池近几年发展迅速，器件效率已较高，但由于其研究时间尚短，仍存在诸多问题亟待解决。

　　对此，廖良生课题组教授王照奎尝试引入铟（in）以部分替代铅（pb）制备钙钛矿太阳能电池，应物所高兴宇等提出了掺铟钙钛矿太阳能电池薄膜的多重有序结晶取向和多重有序电荷传输通道理论，并进一步通过电荷传输速率和器件性能实验得到证实，解释了掺铟钙钛矿型太阳能电池具备效率高（17.55%）和稳定性好的主要因素，为开辟替代铅的钙钛矿太阳能电池研究奠定了一定的实验基础。

　　应物所研究人员与孙宝全课题组以氧化石墨烯（go）作为电荷传输层，通过引入氨基调控氧化石墨烯，优化钙钛矿薄膜生长界面的电子结构，同时改善薄膜的结晶性和晶面择优生长取向，大幅提升了钙钛矿薄膜的结构稳定性和器件性能（转换效率由12%提升至16.13%）。

　　此外，研究人员利用合成的金纳米颗粒掺入有机太阳能器件的电荷传输层，发现它不仅会提高器件的光学吸收，而且会很好地改善主动层有机分子的结晶和取向，进一步器件测试表明效率得到了大幅提升，为新型太阳电池性能提升提出了一种新思路。