《基於無機鈣鈦礦吸光體的太陽電池材料及器件研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由朱俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於無機鈣鈦礦吸光體的太陽電池材料及器件研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱俊
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於有機無機雜化的鈣鈦礦太陽電池是近年來新興的一種重要電池。由於有機無機鈣鈦礦材料具有高吸收係數、寬吸收光譜以及優良的電荷傳導性能，鈣鈦礦電池是一種極具未來發展潛力的太陽電池，目前光電轉換效率已經超過15%。無機鈣鈦礦吸收體材料具有穩定性高的優點，且可以進一步拓展電池材料的選擇範圍。本項目提出開展基於無機鈣鈦礦吸收體的太陽電池的材料及器件研究，擬從吸光體材料的合成與性質表征出發，在建立電池關鍵材料合成方法及揭示其凝聚態結構與光電性質的基礎上，分別開展基於多孔薄膜的納米結構和平板結構的太陽電池的製備及性能研究，結合光電調製技術，揭示其內部電荷傳輸及複合機制。通過本項目的實施，不僅能為提升鈣鈦礦太陽電池效率奠定堅實的科學基礎，而且能有力促進無機化學、材料、半導體物理等多學科的交叉與融合。
結題摘要
鈣鈦礦太陽電池由於其具有製備工藝簡單、效率發展迅速以及適合溶液法工藝等突出優點，近年來吸引了研究者廣泛的興趣。本項目主要針對無機鈣鈦礦，從材料、器件以及機理幾個方面開展了研究，取得了系列有意義的成果，主要包括：（1）開展了SnO2薄膜和TiO2微米球薄膜作為骨架層的鈣鈦礦太陽電池的研究。發現氧化物對於鈣鈦礦層的形貌以及器件性能有著顯著的影響；（2）開展了PbS量子點、CuInS2量子點作為空穴傳輸材料的鈣鈦礦太陽電池的研究。發現當採用兩步法製備工藝獲得覆蓋率較高的鈣鈦礦薄膜時或者採用核殼結構的量子點，能夠明顯提升電池性能。為設計新型器件結構，擴展電池吸收光譜，增強界面電荷轉移等提供了思路；（3）開展了AgBi2I7、CsPbBr3、AgBiS2等無機鈣鈦礦材料的製備以及相應器件的性能研究。鈣鈦礦層的形貌對於器件性能有著顯著的影響；（4）套用阻抗譜、瞬態吸收光譜、瞬態電流衰減等方法開展了電池內部機理的研究，揭示了材料以及界面對於電荷傳輸的影響，為進一步提升性能提供了依據。項目發表SCI論文21篇，申請發明專利3項，進行了多次國內外學術會議的邀請報告和口頭報告，已畢業博士生2名，碩士生3名。
