近日，中科院大連化物所潔凈能源國(guó)家實(shí)驗(yàn)室劉生忠研究員帶領(lǐng)硅基太陽(yáng)能電池研究團(tuán)隊(duì)與陜西師范大學(xué)趙奎副教授合作，在二維(2D)鈣鈦礦電池領(lǐng)域取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》上。

與3D鈣鈦礦電池相比，2D有機(jī)無(wú)機(jī)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(diǎn)。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(wèn)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(bào)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(qiáng)載流子遷移率和電荷傳輸動(dòng)力學(xué)。同時(shí)，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(guò)1400小時(shí)后，器件的效率仍然保持89%。這將有助于推動(dòng)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的商業(yè)化應(yīng)用。

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