新型碳材料石墨炔摻雜提升鈣鈦礦太陽能電池性能

中國粉體網訊    近年來，為了解決當前全球日益嚴峻的能源和環境問題，人們把目光投向了研發高效率、低成本的新型太陽能電池。在眾多的新型太陽能電池里，鈣鈦礦太陽能電池憑借其吸光系數高、載流子輸運能力強、器件效率高等優勢脫穎而出，吸引了眾多科研工作者的關注，是新型太陽能電池領域中的重要研究方向。

　　隨著鈣鈦礦電池的迅猛發展，鈣鈦礦電池的器件結構經歷了由多孔敏化型向平面型結構的變化，核心是器件的界面層發生了變化。器件界面層包括電子傳輸層和空穴傳輸層，器件界面性質對鈣鈦礦電池性能影響很大，顯著影響載流子抽提和器件效率。同時，界面層的形貌和載流子輸運能力對鈣鈦礦電池的器件效率的提高尤為關鍵。

　　近期，中國科學院寧波材料技術與工程研究所下屬新能源技術研究所方俊鋒帶領的團隊，與中科院化學研究所研究員李玉良合作，將新型碳材料石墨炔摻雜進雜化鈣鈦礦器件的電子傳輸層，有效地提高了電子傳輸層的電導，進而提升了鈣鈦礦電池的器件性能，相關結果發表在nanoletters【2015,15,2756】上。石墨炔是以sp、sp2和sp3三種雜化態形成的新的碳同素異形體，由1，3-二炔鍵將苯環共軛連接形成二維平面網絡結構的全碳分子，具有豐富的碳化學鍵、大的共軛體系、寬面間距、優良的化學穩定性和半導體性能。石墨炔的引入不僅改善了界面材料的薄膜形態，更好地調控界面特性，提升了器件的短路電流值，從而增加了器件的光電轉換效率，而且器件效率不受電壓掃描條件影響。新型碳材料石墨炔的引入有效地提高了鈣鈦礦電池的性能，為下一步新型碳材料的應用開發以及鈣鈦礦電池器件的研究提供了新的思路。

　　以上研究得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金、寧波市自然科學基金、中科院“百人計劃”和中科院青年創新促進會支持。