【灼烁日報客戶端】新型環保CuaAgm1Bim2In光伏薄膜质料探索獲得重要進展

近日，許昌學院和國家納米科學中心相助，在新型薄膜太陽能電池质料領域取得重要進展，實現了光伏導電玻璃质料領域最高的轉化效率。相關研究结果發表于學術刊物《納微快報》。

鉛基鈣钛礦的泄露問題和不穩定性是實現其商業化的一大障礙。人們對高元素豐度、低成本、高效、環保的新型光伏质料的追求和研發從未間斷。通過利用雙金屬離子替換Pb離子構建環境友好的全無機雙鈣钛礦光伏质料已經成爲一個重要的研究偏向。然而，當前無機雙鈣钛礦結構大多具有間接帶隙，纵然通過各種手段修飾也很難達到單結太陽能電池质料所需的理想帶隙值。

鑒于此，鄭直教授課題組利用廉價的銅離子（Cu⁺）替代铯離子（Cs⁺），通過氣-固相反應誘導原子擴散氧化還原反應的要领制備出一系列帶隙可調的銅銀铋碘與碘化銅（Cu_aAg_m1Bi_m2I_n/CuI）嵌合的双层结构半导体薄膜质料。通过调控溅射铜银铋（Cu/Ag/Bi）的金属薄膜厚度，铜银铋碘（CuaAgm1Bim2In）的带隙从2.0 eV降低到了1.78 eV，使其可以在更宽的波长规模内吸收太阳能，有利于提高光伏电池的效率。项目组构建了基于氧化钛/铜银铋碘/碘化铜/碳结构的导电玻璃（FTO/TiO₂/Cu_aAg_m1Bi_m2I_n/CuI/Carbon）型太陽能電池，最終實現了最高達2.76%的光電轉換效率，而這也成爲了目前該類质料中最高的光電轉換效率。此項事情爲開發下一代高效、穩定、環保的光伏质料提供了一條切實可行的路徑。

據悉，該項目研究结果是在許昌學院實施的OPCE育人體系下，由第一作者爲鄭州大學和許昌學院聯培博士生範二闖和參與开端探索的許昌學院本科生李冰欣等人配合完成的。這是探索地方本科院校本科生創新能力培養模式的典型案例。

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