全球?qū)稍偕茉吹木薮笮枨蟠龠M了鈣鈦礦太陽能電池研究的蓬勃發(fā)展。目前，鈣鈦礦太陽能電池常見的遲滯效應(yīng)與穩(wěn)定性問題嚴重阻礙了其實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。如何制備出一種性能優(yōu)異且穩(wěn)定性好的電池器件是亟需解決的難題。

在李玉良院士的指導(dǎo)下，青島能源所酒同鋼團隊首次將石墨炔作為電池活性層的主體材料，當石墨炔活性材料含量為25%時，制備的鈣鈦礦太陽能電池效率最高可達21.01%。該研究表明這是第一次發(fā)現(xiàn)碳材料可以作為主體材料用于太陽能電池，石墨炔作為鈣鈦礦主體材料對提高鈣鈦礦太陽能電池器件性能還有巨大潛力，也為鈣鈦礦電池器件研究工作提供了全新思路。

研究發(fā)現(xiàn)，當石墨炔作為主體材料時，石墨炔豐富的π電子與鈣鈦礦前體溶液中的鉛有明顯的配位作用，從而延緩了鈣鈦礦的結(jié)晶速度，實現(xiàn)大晶粒尺寸、較少晶界、高結(jié)晶度的完美結(jié)合。在實現(xiàn)光電性能提高的同時，遲滯效應(yīng)和穩(wěn)定性也得到了極大改善。石墨炔具有天然的帶隙，是一類本征半導(dǎo)體，具有高電荷傳輸能力。由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)及類似硅的優(yōu)異半導(dǎo)體性能，使其在能源的多個領(lǐng)域和太陽能電池中獲得了重要應(yīng)用。