中国研究人员开发出柔性全钙钛矿串联太阳能电池效率为24.7%

据国外媒体报道，来自南京大学、吉林大学、上海理工大学和华东师范大学的研究人员推出了一种新策略，以开发基于柔性钙钛矿的更高效的太阳能电池。在该策略中，基于咔唑核和膦酸锚定基团的两个空穴选择性分子被用来桥接钙钛矿和低温处理的NiO纳米晶薄膜。

研究人员设计的柔性全钙钛矿系列太阳能电池采用了精心的设计和构图。由宽禁带钙钛矿薄膜构成的电池前电池受到太阳光照射时，会吸收高能光子。另一方面，它的后电池会吸收穿过前电池的低能光子。

研究人员之一、南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授表示:“与刚性钙钛矿太阳能电池相比，轻型柔性全钙钛矿系列太阳能电池在运输、存储和安装方面更具成本效益，因此对于建筑/车辆集成光伏、可穿戴电子产品、便携式能源系统和航空航天应用具有吸引力。与柔性单结钙钛矿太阳能电池相比，柔性全钙钛矿系列太阳能电池可以实现更高的效率。”

谭海仁和他的同事利用两种基于咔唑核和膦酸锚定基团的空穴选择性分子的混合物形成自组装单层。实验表明，SAM分子不能直接应用于柔性太阳能电池中涂有ITO的柔性PET基板，因为它会导致太阳能电池的严重分流。为了克服这一挑战，谭海仁和他的同事们使用NiO纳米晶体来创建空穴传输层。

谭教授说:“我们的新战略带来了创纪录数量的柔性太阳能电池。实验还表明，混合两种不同偶极矩的自组装膜可以灵活调节HTL能级，因此可以更好地与钙钛矿吸收层的能量对齐，从而显著提高空穴提取效率。”

在最初的测试中，研究人员设计的太阳能电池实现了24.7%的惊人效率，这是以前其他柔性薄膜太阳能电池从未实现过的。谭海仁和他的同事还表明，一个设计良好的基于分子的界面来桥接空穴传输层和钙钛矿薄膜，可以显著提高太阳能电池的弯曲耐久性，使其能够在超过10，000个操作周期内保持初始性能，弯曲半径仅为15mm。