影响杂化钙钛矿太阳能电池稳定性的因素探讨

自从2009年首次报道采用有机-无机杂化钙钛矿作为吸光材料用于太阳能电池以来, 钙钛矿太阳能电池效率的快速提升引起了人们广泛的关注, 这类电池同时具有制备工艺简单、成本低廉等优点, 引发了钙钛矿电池的研究热潮. 目前研究工作大多数集中在如何提高电池的光电转化效率, 但钙钛矿电池要真正实现产业化应用, 急需要解决材料及器件的稳定性问题. 本文探讨影响钙钛矿材料及器件的稳定性因素, 从温度及湿度等方面分析了材料的稳定性, 从传输材料及其界面问题讨论了器件的稳定性.     

钙钛矿太阳能电池中电子传输材料的研究进展

有机-无机杂化的卤素钙钛矿材料在2009年首次应用在光伏器件中, 而后有关此类型太阳能电池的报道数量呈井喷式增长. 至2014年5月钙钛矿电池光电转化效率已接近20%, 已超过有机及染料敏化太阳能电池的效率, 且有望达到单晶硅太阳能的水平, 成为光伏发电领域中的希望之星. 在钙钛矿电池中, 电子传输材料与吸收层的电子选择性接触对提高光电转化效率起到重要作用, 尤其在正置结构器件中, 电子传输层的介观结构直接影响钙钛矿的生长情况. 同时, 电子传输层的化学性质及其界面也会对电池的稳定性和寿命产生影响. 本文总结了电子传输材料在该类电池中的研究现状和热点, 并按材料的化学组分不同, 将电子传输材料分为三类: 金属氧化物、有机小分子和复合材料, 详细地介绍了电子传输材料在钙钛矿太阳能电池中的作用和近来的最新进展.     

基于有机二硫化物氧化还原电对的非碘系染料敏化太阳能电池

相比较于硅太阳能电池而言,染料敏化太阳能电池具有成本低廉、制备简单的特点.在目前研究中,普遍采用碘离子作为氧化还原电对,然而碘元素本身具有腐蚀性,长期使用会腐蚀对电极从而影响器件寿命,而且此类电解液在可见光区内有很强的吸收,也不利于光能向电能的转换.本文采用了一种新型有机二硫化物,2,5-二硫基-1,3,4-噻二唑,作为氧化还原介质,其不仅能够利用其自身自均聚/自解聚反应来实现光电转换过程,降低对电极的腐蚀,而且在可见光区内的吸收很低,也有利于制作背入射式的染料敏化太阳能电池体系.通过器件的优化,可以分别实现1.6%(100mW·cm-2)和2.6%(13mW·cm-2)的光电转换效率.