日前，某科研团队在碳基钙钛矿太阳能电池范围获得重大进展。通过革新性地在空穴传输层中引入氧化石墨烯(GO)掺杂技术，研究团队成功将碳电极钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提高至23.6%，为低本钱、高效率太阳能电池的商业化应用提供了新思路。
日前，某科研团队在碳基钙钛矿太阳能电池范围获得重大进展。通过革新性地在空穴传输层中引入氧化石墨烯(GO)掺杂技术，研究团队成功将碳电极钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提高至23.6%，为低本钱、高效率太阳能电池的商业化应用提供了新思路。
钙钛矿太阳能电池(PSCs)以出色的光电转换效率和低本钱优势，为达成“双碳”策略目的提供了商品和技术支持。PSCs一般依靠昂贵且在高湿高温下不稳定的金属电极。
此前，团队使用碳电极制备了钙钛矿电池(C|PSCs)，因本钱低廉、制备工艺简单，具备卓越的环境稳定性，被视为极具潜力的替代策略。然而，碳电极与空穴传输层间界面电荷传输动力学缓慢，且常见的空穴传输材料Spiro|OmetaD需要氧气和锂盐参与的p型掺杂工艺，该工艺面临耗时、稳定性差、锂离子迁移等问题，是致使器件性能衰退的主要隐患。
针对这一挑战，研究团队制备了羧基功能化的氧化石墨烯掺杂Spiro|OmetaD的空穴传输层，借助氧化石墨烯中羧基官能团的强吸电子特质，可以在不需要氧气暴露的条件下从Spiro|OmetaD分子捕获电子，达成对其高效迅速p型掺杂，大幅提升了空穴传输层载流子迁移率及掺杂稳定性。同时，团队借助氧化石墨烯独特的离域π电子结构，在空穴传输层表面形成了平面共轭电子互联网，并与碳电极之间构建了强π|π共轭的耦合界面，很大降低了界面电荷传输动力学损失。
该研究结合叠合式“双碳”电极结构达成了23.6%的C|PSCs世界最高效率，并获得第三方中国计量科学研究院的认证。除此之外，研究发现空穴传输层中锂离子可以插入氧化石墨烯层间形成结实的Li|C键，从而“锁住”这类可能损害电池长期稳定性的离子，未封装的电池在连续光照1000小时后仍维持98.7%的初始效率，从根本上延长了器件的运行寿命。
该研究显著提高了碳基钙钛矿光伏器件的性能指标，使其与金属电极电池的效能差距进一步减小，同时保持了材料本钱低、长期稳定性好的重点特征。
