安徽光机所方晓东利用准分子激光技术显著提升钙钛矿太阳电池性能

来源:科技日报    关键词:安徽光机所, 准分子激光,    发布时间:2019-05-15

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科技日报合肥5月15日电(记者 吴长锋)记者从中科院合肥物质科学研究院获悉,该院安徽光机所激光技术中心方晓东研究员课题组,在利用准分子激光技术提升钙钛矿太阳电池简称性能研究方面取得新进展。他们首次将准分子激光退火技术应用到钙钛矿太阳电池 电子传输层的制备中,使用准分子激光对磁控溅射制备的镓掺杂的氧化锌电子传输层进行退火处理,钙钛矿太阳电池的光电转换效率和稳定性得到了显著的提升。相关成果日前发表于国际期刊《RSC Advances》上。


钙钛矿太阳电池自2009年被首次报道以来发展迅速,目前其光电转换效率已超越多晶硅太阳电池,达到了24.2%,极具应用前景。钙钛矿太阳电池的光吸收层有机无机杂化钙钛矿薄膜通常采用溶液方法在低温(<150℃)下制备,既可构筑刚性太阳电池又具有发展柔性太阳电池的天然优势。但溶液方法制备的钙钛矿薄膜表面会存在大量的缺陷,造成光生载流子的复合,阻碍电池性能的进一步提高。同时,目前钙钛矿太阳电池常用电子传输层的制备过程需要在400~500℃的温度下退火晶化,而此温度超过了常用柔性基底能够承受的温度,制约了柔性钙钛矿太阳电池的发展。


针对上述存在的问题,结合准分子激光光子能量高、单脉冲能量大、脉冲时间短、光斑面积大且能量分布均匀和热效应小等特点,该课题组将准分子激光技术引入钙钛矿太阳电池研究中,通过准分子激光辐照有效降低了钙钛矿薄膜的表面缺陷浓度,实现了电子传输层的低温准分子激光退火。改性后的瞬态荧光寿命测试表明,光照下薄膜中光生载流子的非辐射复合得到了有效抑制,电池的光电转换效率也得到了明显的提升。