我國科學家在錫基鈣鈦礦太陽能電池方面取得重要進展

太陽能電池是一種把光能轉換成電能的裝置，光電轉化效率的高低是衡量其性能的重要指標之一。與傳統硅基太陽能電池相比，鈣鈦礦太陽能電池因其效率較高、成本較低而成為研究熱點。目前鈣鈦礦太陽能電池材料大多基于重金屬鉛的鉛基鈣鈦礦，帶來的環境問題限制了其進一步應用;而錫基鈣鈦礦具有無毒、高吸光系數、高載流子遷移率和合適的光學帶隙等優點，是理想的環境友好型太陽能電池材料。但 是，錫基鈣鈦礦存在結構缺陷多、易氧化和器件結構能級不匹配等問題，致使錫基鈣鈦礦太陽能電池的光電轉化效率偏低。

針對以上問題，我國科學家對錫基鈣鈦礦太陽能電池進行了設計，通過選用LU-MO（Lowest Unoccupied Molecular Orbital，最低未占分子軌道）能級較淺的富勒烯衍生物ICBA（indene-C60bisadduct）取代常用的PCBM（[6，6]phenyl-C61-butyric acid meth-yl ester）作為電子傳輸層材料，提高了光照條件下的準費米能級位置，且ICBA抑制了碘離子遷移帶來的n型摻雜，降低了傳輸層和錫基鈣鈦礦界面的載流子復合，最終實現了錫基鈣鈦礦太陽能電池0.94V的開路電壓和12.4%的光電轉化效率。相比目前性能最好的錫基鈣鈦礦太陽能電池（開路電壓：～0.6V，轉化效率：～10%），其開路電壓和轉換效率明顯提高。

該研究推動了錫基鈣鈦礦太陽能電池的發展，提高了其光電轉化效率，對發展環境友好型非鉛鈣鈦礦太陽能電池具有重要意義。

（來源：中華人民共和國科學技術部http：//www.most.gov.cn2020-04-03）