近【jìn】期，中国科学院上海【hǎi】光【guāng】学【xué】精密机【jī】械研【yán】究所强场激光物理国家重【chóng】点实验室与重【chóng】庆大学合作，在钙钛矿太阳能电池的极【jí】化【huà】子动力学研究【jiū】方面取【qǔ】得【dé】进展，相关【guān】成果以“Polaron mobility modulation by bandgap engineering in black phase α-FAPbI3”为题发表于Journal of Energy Chemistry。
能源是人类社会发展的【de】重要【yào】驱动【dòng】力【lì】，由【yóu】于化石能【néng】源不【bú】可【kě】再生【shēng】和造成环【huán】境【jìng】污染，发展【zhǎn】太阳【yáng】能【néng】、风能、水能等可持【chí】续【xù】清洁能【néng】源是一条必由之路。太阳能【néng】电池【chí】，是利用太阳能的【de】重要方【fāng】式【shì】之【zhī】一。太阳能电池的光电转换效率决定着【zhe】其发展【zhǎn】前【qián】景。因【yīn】此，提高太阳【yáng】能电池的光电转【zhuǎn】换效【xiào】率【lǜ】能【néng】够降低成本、提升太阳【yáng】能利【lì】用率，一直是光电【diàn】器件研究者在新能源领域不懈地追求。同时，低成本、高效率的太【tài】阳能电池前沿【yán】研究也【yě】将为实现我国2030年“碳达峰”目标和2060年“碳中和”目标提供重要的理论与实验研究基础。
(a)(FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15(FA0.85)和(FAPbI3)0.95(MAPbI3)0.05(FA0.95)的【de】TaucPlot拟合图。(b)极化子迁移率随泵浦通量变化。(c)载流【liú】子【zǐ】散射时间【jiān】随延迟时【shí】间的变化。
本工作使用时【shí】间【jiān】分辨太赫兹光谱技术研究了黑色立方相的α-FAPbI3薄膜【mó】的【de】超快【kuài】光生载流子动【dòng】力学【xué】。通过带隙工程【chéng】进行组分取代调控带隙，发现【xiàn】带【dài】隙较小的样品的极化【huà】子迁移【yí】率较大。载流子迁移【yí】率【lǜ】能够【gòu】影响太阳【yáng】能【néng】电池【chí】中的电荷提取效率，从而影【yǐng】响器件的【de】能量转换效率。然后通过光【guāng】生载流子的【de】电导率在【zài】太赫兹【zī】波段的色【sè】散关系分析，发【fā】现带隙较小的样【yàng】品的极【jí】化子迁移【yí】率较大主要来源【yuán】于载流子的【de】散射时间【jiān】变长。该工【gōng】作为进一步【bù】提高钙钛矿太阳【yáng】能电池效率的器件设计【jì】提供了【le】重【chóng】要的研究基础。
