提升錫基鈣鈦礦太陽能電池效能：電子傳輸層最佳化關鍵解密

鈣鈦礦太陽能電池憑藉其高效能、可撓性及印刷量產潛力，正成為備受矚目的次世代太陽能技術。儘管鉛基鈣鈦礦已實現高效轉換，但隨著大眾對鉛毒性的疑慮加深，環保特性更佳的錫基鈣鈦礦逐漸成為研究焦點，展現出廣泛的應用前景。

現階段錫基鈣鈦礦太陽能電池面臨的主要挑戰，在於其能量轉換效率仍不及鉛基產品。過去研究發現，使用由兩個茚分子與富勒烯(C₆₀)結合而成的ICBA材料，能有效提升電子傳輸層效能，但具體作用機制始終未被完整解析。

筑波大學研究團隊近期透過電子自旋共振技術，成功揭開環保錫基鈣鈦礦太陽能電池實現更高開路電壓的關鍵機制。這項發表於《npj柔性電子》期刊的重要發現，將為提升錫基鈣鈦礦電池效率帶來突破性進展。

鈣鈦礦太陽能電池的典型結構，是在電洞傳輸層與電子傳輸層之間夾著鈣鈦礦晶體。研究團隊運用電子自旋共振觀測錫基鈣鈦礦與電子傳輸層介面的電子擴散現象，同時分析該介面的能帶彎曲效應。

研究結果顯示，傳統電子傳輸層材料PCBM（一種富勒烯衍生物）會引發介面能帶彎曲，進而促進電荷復合現象，導致可提取的最大電壓（開路電壓）下降。相較之下，採用ICBA作為電子傳輸層時，其所產生的能帶彎曲能有效抑制電荷復合，從而實現更高的開路電壓。

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