元素百科介绍了钙钛矿太阳能电池载流子动力学研究的新进展。金盛业研究员带领团队在金属有机钙钛矿太阳能电池载流子动力学研究中取得新进展，成功发现钙钛矿太阳能电池中钙钛矿-电极界面载流子提取效率的微观不均匀分布是限制电池效率的因素之一。相关研究成果“相关研究成果”Limiting Perovskite Solar Cell Performance by Heterogeneous Carrier Extraction在德国应用化学杂志上发表。
金属有机钙钛矿材料的特性
近年来，CH3NH3Pbx3是金属有机钙钛矿的材料（X=Cl、Br、I）它已成为世界上重要的研究热点材料之一，因为它在构建高效、廉价的太阳能电池和其他光电设备方面具有巨大的应用价值。目前的研究普遍认为，钙钛矿膜表面微观形状（晶块大小、边界等）的不均匀性对薄膜光电性能有很大的负面影响，但其影响机制尚不清楚。因此，有必要探索钙钛矿膜微观形状的不均匀性对载流子寿命、迁移率和电池性能的影响，以进一步提高太阳能电池的效率。
金属有机钙钛矿材料研究研究
研究团队利用独立的时间区分荧光扫描成像系统，成功实现了微观区域载流子的使用寿命、粒子内部和粒子之间的载流子扩散系数、粒子内载流子的迁移距离和载流子提取效率的直接成像测量；发现高质量钙钛矿CH3NH3PBI3（Cl）在多晶膜中，晶粒内载流子扩散速度快，类似于大型钙钛矿单晶材料，载流子寿命长，不同尺寸和形状的晶粒分布非常均匀；证明钙钛矿膜表面微观形状（晶块尺寸、边界等）的不均匀性会损害膜光电性能的推断。然而，当钙钛矿膜表面负载电子层和空穴传输层时，由于钙钛矿和电子（空穴）受体界面的缺陷，不同晶粒表面负载流子的提取效率差异很大，这可能是限制太阳能电池效率进一步提高的关键因素。
