近日，中科院大連化物所潔凈能源國家實驗室劉生忠研究員帶領(lǐng)硅基太陽能電池研究團隊與陜西師范大學趙奎副教授合作，在二維(2D)鈣鈦礦電池領(lǐng)域取得新進展，相關(guān)研究成果發(fā)表在《能源與環(huán)境科學》上。

與3D鈣鈦礦電池相比，2D有機無機雜化鈣鈦礦材料擁有可調(diào)的光電性能和優(yōu)異的環(huán)境穩(wěn)定性兩大優(yōu)點。由于2D鈣鈦礦存在吸收系數(shù)低、電荷傳輸能力差和激子結(jié)合能大等問題，導(dǎo)致其光伏性能差，電池效率低下。研究人員在二維(BA)2(MA)3Pb4I13鈣鈦礦中摻雜Cs元素，使得電池效率提高13.7%，是目前報道的二維器件中最高效率。研究中發(fā)現(xiàn)，Cs元素的加入有利于控制晶體取向，增加2D平面的晶粒尺寸，增強載流子遷移率和電荷傳輸動力學。同時，2D鈣鈦礦電池的穩(wěn)定性得到了顯著地提升，在30%濕度情況下，經(jīng)過1400小時后，器件的效率仍然保持89%。這將有助于推動鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化應(yīng)用。

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