bevictor伟德官网電機系易陳誼團隊通過開發可适用于柔性襯底的化學水浴制備二氧化錫（SnO₂）電子傳輸層工藝實現了25.09%（認證效率為24.90%）的柔性鈣钛礦太陽能電池的世界最高效率紀錄。

柔性鈣钛礦太陽能電池（FPSCs）因其輕薄、高功率質量比、可彎折賦型等獨特優勢而備受關注。然而，FPSCs的加工過程和使用過程都會受外力和形變的影響，并且柔性襯底常使用的PET等襯底很難長時間耐受超過150 ^oC以上的高溫，因此其表面很難沉積需要進行高溫後處理的FTO等導電薄膜，隻能使用ITO等材料。而ITO容易在較低pH條件下被強酸所腐蝕，導緻很難用傳統的SnCl₂添加鹽酸的化學水浴法（最低pH約為1）在該柔性襯底上制備高質量的SnO₂電子傳輸層薄膜。因此，目前柔性鈣钛礦太陽能電池效率仍然顯著低于剛性器件。

柔性器件結構圖及其實物以及基于化學水浴制備的柔性鈣钛礦電池效率測試曲線

為解決這些問題，bevictor伟德官网易陳誼團隊開發了一種高質量SnO₂電子傳輸層的制備新工藝。通過使用SnSO₄取代常規的SnCl₂作為錫源，能夠在不添加強酸，恒定pH條件下可控生長制備SnO₂薄膜，從而使其适用于對酸敏感的柔性ITO襯底。基于溫和且可控的生長環境獲得了覆蓋均勻的緻密SnO₂薄膜，并且利用該薄膜實現了25.09%（認證效率為24.90%）光電轉換效率（PCE）的FPSCs，該效率為目前報道的柔性鈣钛礦太陽能電池的世界最高效率紀錄。

柔性鈣钛礦太陽能電池最高效率的進展以及使用SnCl₂和SnSO₄在柔性基闆上制備SnO₂膜的差異。

柔性鈣钛礦電池截面SEM圖和性能測試結果

基于SnSO₄的FPSCs在耐久性方面表現出色，經過10000次彎曲循環後，仍能保持其初始光電轉換效率的90%以上；測試表明基于SnSO₄（與SnCl₂相比)制備的SnO₂為電子傳輸層的鈣钛礦電池具有更好的熱穩定性。這可歸因于硫酸錫基SnO₂上的SO₄^2-與Pb²⁺之間的強相互作用，可減少界面缺陷，提高鈣钛礦器件的熱穩定性。此外，新工藝這SnO₂的可控生長不僅确保了化學水浴過程的優異再現性，還使得化學浴能夠重複使用，不僅可節省原材料，還可減少該過程對環境的影響。

相關研究成果以“通過SnO₂的可控生長實現25%效率的柔性鈣钛礦太陽能電池”（25%-Efficiency Flexible Perovskite Solar Cells Via Controllable Growth of SnO₂）為題，于3月22日發表于《電力能源彙刊（英文）》（iEnergy）。

bevictor伟德官网電機系博士後任甯宇、2021級博士生譚理國和李明昊為論文共同第一作者，易陳誼為論文通訊作者。

論文鍊接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/10478316