西電新聞網(wǎng)訊 近日，西安電子科技大學(xué)集成電路學(xué)部郝躍院士團(tuán)隊(duì)常晶晶教授等人在《ACS Nano》（五年IF:16.2）上發(fā)表題為《Mechanically Resilient and Highly Efficient Flexible Perovskite Solar Cells withOctylammoniumAcetate for Surface Adhesion and Stress Relief》的研究成果。論文第一單位為西安電子科技大學(xué)，集成電路學(xué)部博士生徐雨萌為論文第一作者。

柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池因其質(zhì)輕、可變形和高效率的特性，在便攜式可穿戴電子領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。然而，柔性器件在彎曲過(guò)程中承受著較大的應(yīng)力，會(huì)導(dǎo)致功能層開(kāi)裂，進(jìn)而影響柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，限制其商業(yè)化應(yīng)用。該團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦表面引入了一種具有本征柔性的長(zhǎng)鏈分子——辛基乙酸胺（OAAc）作為表面粘附層和應(yīng)力釋放層。通過(guò)理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)OAAc層可以有效釋放彎曲過(guò)程中的應(yīng)力，進(jìn)而提高柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的機(jī)械穩(wěn)定性。此外，OAAc可以與鈣鈦礦表面的缺陷相互作用，降低鈣鈦礦薄膜的缺陷態(tài)密度并降低非輻射復(fù)合損失。采用這種方法，剛性器件的效率從23.14%提高到25.47%（柔性器件為23.12%）。相應(yīng)的柔性器件具有優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性，在5mm彎曲半徑下，經(jīng)過(guò)8000次彎曲循環(huán)后仍能保持初始效率的74%以上。

此外，該團(tuán)隊(duì)采用理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究了偶極層對(duì)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池性能的影響，并獲得了高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池，其光電轉(zhuǎn)換效率從23%提升到了超過(guò)25%。這一成果發(fā)表在一區(qū)TOP期刊《Advanced Functional Materials》上（五年IF:19.6），題為《Highly efficient and stable flexible perovskite solar cells enabled by alkylammonium acetate modification with varied dipole moments》。論文第一單位為西安電子科技大學(xué)，集成電路學(xué)部博士生徐雨萌為論文第一作者。

界面調(diào)控技術(shù)能夠有效鈍化鈣鈦礦薄膜缺陷并調(diào)控界面能級(jí)，從而提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光伏性能。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)比了具有不同偶極矩的醋酸胺離子液體對(duì)鈣鈦礦與空穴傳輸層界面修飾效果，獲得了高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。研究發(fā)現(xiàn)具有高偶極矩的己基醋酸胺可以顯著降低鈣鈦礦與空穴傳輸層之間的能級(jí)差，有利于空穴的提取并減少能量損失。此外，己基醋酸胺中的HA+陽(yáng)離子和Ac-陰離子對(duì)鈣鈦礦表面的施主和受主缺陷均表現(xiàn)出很強(qiáng)的結(jié)合能力，從而有效抑制缺陷輔助復(fù)合。能級(jí)調(diào)控和缺陷鈍化的協(xié)同作用，使得器件的光電轉(zhuǎn)換效率和運(yùn)行穩(wěn)定性均得到顯著的提升。同時(shí)，柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性，進(jìn)一步推動(dòng)了其在柔性電子領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。