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深圳先進(jìn)院鈣鈦礦太陽能電池光伏遲滯機(jī)理研究取得進(jìn)展

作者:宋檢 時間:2022-12-12 來源:互聯(lián)網(wǎng)

近日,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院納米調(diào)控與生物力學(xué)研究中心在鈣鈦礦太陽能電池光電遲滯機(jī)理研究方面獲得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》(Adv. Mater. 2019, 1902870)。

新型鈣鈦礦有機(jī)金屬鹵化物太陽能電池具有成本低、能耗小、柔韌可塑和轉(zhuǎn)換效率高等諸多優(yōu)點,近十年來在全球范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。盡管如此,鈣鈦礦太陽能電池材料在測試和應(yīng)用中表現(xiàn)出復(fù)雜的耦合效應(yīng),其背后的物理機(jī)制亟待研究,其中一個代表性問題就是伏安測試中普遍存在的電滯現(xiàn)象。針對這一問題,已有研究證實在非*性或者*性較弱的鈣鈦礦材料中離子運動是導(dǎo)致遲滯的主要原因,但可能的*性對光電遲滯的影響機(jī)理尚不清晰。

基于此,納米調(diào)控與生物力學(xué)研究中心與華盛頓大學(xué)、浙江大學(xué)、石家莊鐵道大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊針對三元陽離子混合鹵化物鈣鈦礦太陽能電池材料展開研究,利用原子力顯微鏡對其壓電響應(yīng)和光電性能進(jìn)行納米尺度表征,發(fā)現(xiàn)明顯光致*化增強(qiáng)效應(yīng),而離子運動并無顯著改變。光電流顯微技術(shù)結(jié)合主成分分析法顯示,材料在局域尺度沒有發(fā)現(xiàn)光伏遲滯現(xiàn)象,并得到宏觀器件層面的數(shù)據(jù)證實。該工作直接證明鈣鈦礦太陽能電池中*性的存在并不會導(dǎo)致遲滯的產(chǎn)生,為利用*性分離光生載流子的可行性提供了有力支持。

論文共同**作者為納米調(diào)控與生物力學(xué)研究中心客座學(xué)生夏國展、黃博遠(yuǎn)和張穎。該工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等的支持。

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