研究發現綠色反溶劑調控鈣鈦礦薄膜顯著提升效率

　　近日，Chemical Engineering Journal刊發了暨南大學新能源技術研究院教授麥耀華團隊最新研究成果：綠色反溶劑調控鈣鈦礦薄膜顯著提升氧化鎳（NiOx）基反式光伏器件開路電壓。暨南大學為該論文通訊單位，碩士研究生王子璇和劉立明為共同第一作者，王有生副研究員、萬梅秀副教授和麥耀華教授為共同通訊作者。

　　短短幾十年間，單節鈣鈦礦太陽電池的光電轉化效率達到了25.7%，可媲美硅等廣泛商業化的光伏器件，但穩定性問題仍然制約其快速的商業化進程。值得注意的是，基于無機NiOx的反式結構鈣鈦礦太陽電池具有穩定性高、制備工藝簡單、成本低等優點被廣泛關注。然而，多晶鈣鈦礦薄膜在NiOx薄膜表面生長易形成異質結界面缺陷，如鈣鈦礦晶粒任意生長、多孔洞、埋底界面缺陷等特征，導致嚴重的開路電壓損失，進而制約反式光伏器件的性能。

　　該研究報道了通過綠色反溶劑中間體構建高質量鈣鈦礦復合薄膜層，進而獲得高的開路電壓（Voc）、高穩定的NiOx基反式鈣鈦礦太陽能電池及組件。研究人員發現，采用乙酸乙酯溶劑（EA）聯合聚甲基丙酸甲酯（PMMA）作為綠色、簡單、環保的反溶劑中間體誘導內部鈣鈦礦晶粒生長，同時鈍化界面缺陷和體缺陷從而減少非輻射復合。

　　此外，PMMA中的C=O官能團與鈣鈦礦內部的Pb2+和FA+發生相互作用進而穩定鈣鈦礦光吸收層。制備的反式鈣鈦礦太陽能電池獲得高的Voc（接近1.20 V）和高的光電轉換效率（22.21%），組件效率接近18%，6節子電池電壓高達7.044 V。在空氣中200天后，器件穩定性仍然保持其初始效率的95%以上。

　　該研究工作為綠色反溶劑法鈍化鈣鈦礦薄膜缺陷，進一步實現高效穩定的NiOx基反式鈣鈦礦太陽電池提供了很重要的方向。

　　該研究工作得到國家自然科學基金青年基金項目、廣東省基礎與應用基礎研究基金項目、中央高校基本科研業務費專項資金等項目的資助。