科研进展

深圳必发官网柔性钙钛矿太阳能电池研发取得进展

时间:2019-04-11  来源:医工所 纳米调控88必发官网室 贾春媚 赵星宇 文本大小:【 |  | 】  【打印

  近日,必发官网_88必发官网_必发娱乐官网医工所纳米调控与生物力学88必发官网室在柔性钙钛矿太阳能电池研发方面获得新进展。相关88必发官网成果以Highly flexible, robust, stable and high efficiency perovskite solar cells enabled by van der Waals epitaxy on mica substrate(在云母衬底上通过范德瓦尔斯外延技术实现高灵活、稳定、高效的柔性钙钛矿太阳能电池)为题,在线发表于能源领域重要期刊Nano Energy《纳米能源》(Nano Energy, 2019, 60, 476-484IF=13.12)。 

  伴随智能电子工业的快速发展,柔性可穿戴电子成为未来电子元器件发展的热点领域,电源是其重要的组成部分。目前,电源对可穿戴电子的户外使用性、大面积贴合性和安全性有较大限制。可穿戴电子纺织品的需求度不断增加,因此柔性太阳能电池受到了越来越多的关注。钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本和灵活的制备方法而广泛用于柔性电池的制造。柔性衬底是决定柔性钙钛矿太阳能电池性能的关键因素。目前用于柔性器件制备的衬底主要为聚合物衬底,当达到临界弯曲半径时,其透明导电层发生断裂,导致光电性能发生严重衰减,同时水分子极易穿过聚合物衬底,影响电池的机械和钙钛矿长期稳定性。 

  为解决上述问题,纳米调控与生物力学88必发官网室与石家庄铁道大学、台湾交通大学联合88必发官网团队在透明云母衬底上开发出高度柔性,稳定且高效的钙钛矿太阳能电池(PSC)。其最佳光电转换效率(PCE)为18.0%;弯曲半径小至5mm,在5000次弯曲循环后保持原有效率的91.7%。其优良性能主要由于云母层间的范德华力降低了衬底对PSC器件的机械约束,使其具有更高的机械弯曲性能。该工作为柔性电池的88必发官网提供了新思路。 

  该工作得到了深圳孔雀计划等项目支持。 

  论文链接 

(a)为柔性电池照片;图(b)为器件断面TEM照片;图(c)为电池性能J-V曲线;图(d)为器件弯曲耐久性测试结果;图(e)为器件疲劳测试结果;图(f)为湿热测试结(85 °C85 RH