近日，太原理工大學郝玉英教授團隊深入研究鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）在極低溫下的光伏過程，選取了聚合物材料聚丙烯氰（PAN）優化鈣鈦礦光活性層，并揭示了PAN作為添加劑的作用機理，該研究成果發表在Advanced Energy Materials上。
研究發現，添加劑PAN在低溫下有效調節了鈣鈦礦晶格應力、穩定了鈣鈦礦晶格結構，從而延緩了低溫下鈣鈦礦結構的相變溫度。此外，PAN還提高了鈣鈦礦的介電性能和離子遷移活化能，有效鈍化了低溫下鈣鈦礦缺陷，通過增強介電屏蔽效應和減輕激子效應，有效提高了低溫下載流子的解離、傳輸、提取和收集能力。得益于PAN的這些積極作用，PAN修飾器件在150 K的溫度下實現了 24.34% 的最大光電轉換效率（PCE），并且在120次熱循環（290-130K）后仍保持了其歸一化初始PCE的 72%。此外，PAN修飾的柔性器件表現出優異的彎折穩定性和熱循環穩定性。
PAN對鈣鈦礦薄膜/電池穩定性的影響。（課題組供圖）
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/aenm.202400638
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