钙钛矿太阳能电池是一种基于钙钛矿材料的太阳能电池。它具有成本低、制备简便、性能优越等优点，被认为是未来光伏发电的重要方向之一。与传统的硅基太阳能电池相比，钙钛矿太阳能电池具有更高的光电转换效率和更低的生产成本。这使得钙钛矿太阳能电池在全球范围内受到了广泛的关注和研究。
在当前全球面临能源转型的关键时期，钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术，正以其独特的优点引领着能源领域的革新潮流。据了解，单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经达到26.7%，并朝着理论极限不断迈进，与当前主流的硅基太阳能电池相比，展现出巨大潜力。
日前，位于嘉定菊园新区的中国科学院上海硅酸盐研究所杨松旺研究员带领团队在钙钛矿薄膜及其与电子传输层的界面调控、柔性衬底上电子传输层的制备方面取得新进展，为实现可持续、低成本和大规模应用的绿色能源提供了新的可能。
“钙钛矿太阳能电池还有诸多材料科学问题有待深入研究，如探索和开发新型添加剂以调节钙钛矿前驱体溶液至关重要。”杨松旺研究员介绍，团队引入了一种离子液体添加剂CPMIMBF4到PbI2前驱体溶液中，用于提高器件性能。综合各项因素，器件的开路电压从1.151V提升至1.184V，光电转换效率从23.08%提升至24.25%，器件的稳定性也得到提升。
CPMIMBF4提升钙钛矿电池性能的作用机理以及电池的J-V曲线图
据了解，太阳能电池主要分为晶硅电池和薄膜电池两大类，这两类电池起初在技术上相对独立，在各自方向不断发展迭代。在薄膜电池中，有砷化镓、碲化镉、铜铟镓硒、钙钛矿这几种常见的化合物电池。相对来说，钙钛矿具有可溶液法低成本成膜的特点，这为其规模化发展提供了必要条件。
此外，研究团队还提出了一种化学浴沉积法制备二氧化锡薄膜作为电子传输层的柔性钙钛矿太阳能电池，其效率达到了20.71%。杨松旺研究员表示，这项进展对柔性钙钛矿太阳能电池的低成本制备具有重要意义。
随着全球对可再生能源需求的不断增长，钙钛矿太阳能电池作为一种具有巨大潜力的新兴技术，将在未来发挥越来越重要的作用。然而，钙钛矿太阳能电池目前仍面临一些挑战，如稳定性差、使用寿命短等问题。因此，研究人员需要继续努力，进一步提高钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性，以实现其在实际应用中的广泛推广。
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