太阳能电池是一种将太阳能转换为电能,实现节能减排的主要产品。自2009年首次被应用到太阳能发电领域以后,钙钛矿基于性能优异、本钱低廉等特征,具有重大的商业价值,钙钛矿太阳能电池也日益受到关注和接待。那么钙钛矿太阳能电池能否进一步提升光电转换效率,让太阳能更“能”呢?克日,凯时(北京)新能源与质料学院李振兴副研究员等人针对钙钛矿太阳能电池的电子传输质料举行了深入研究,设计出一种新型的电子传输质料,光电转换效率比古板的电子传输质料提高40%。

关于钙钛矿太阳能电池而言,电子传输质料是决议其光电转换效率的主要因素。李振兴副研究员与美国加州大学洛杉矶分校杨阳教授、苏州大学王照奎教授相助,针对钙钛矿太阳能电池的电子传输质料举行了深入研究,通过溶剂热要领设计出一种新型的电子传输质料氧化锡包覆氧化锌核壳纳米结构(ZnO@SnO2)。该研究效果以“Core-Shell ZnO@SnO2 Nanoparticles for Efficient Inorganic Perovskite Solar Cells”(氧化锡包覆氧化锌核壳结构纳米颗粒有用提高无机钙钛矿太阳能电池光电转换效率)为题,揭晓在国际著名学术期刊《Journal of the American Chemical Society》(影响因子14.695)上。

接纳新型电子传输质料的无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率
该研究效果首次提出了氧化锡包覆氧化锌核壳纳米结构的制备要领,展现了其具有较高光电转换效率的内在机理。由于SnO2壳层的能级匹配和核层ZnO纳米粒子的高电子迁徙率,无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率高达14.35%。ZnO@SnO2核-壳纳米粒子的尺寸为8.1nm,电子迁徙率是SnO2纳米粒子的7倍。同时,匀称的核壳型ZnO@SnO2纳米粒子对无机钙钛矿薄膜的生长极为有利。这些效果批注,氧化锡包覆氧化锌核壳纳米结构是一种理想的太阳能电池的电子传输层,光电转换效率比古板的电子传输质料提高40%。
此项研究效果第一完成单位为凯时(北京),第一作者兼通讯作者为李振兴,美国加州大学洛杉矶分校杨阳教授、苏州大学王照奎教授为配合通讯作者。
论文链接:
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b06796