京都大學(xué)12月11日宣布，開(kāi)發(fā)出了可使鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率比原來(lái)提高20％的材料。

開(kāi)發(fā)的座墊型半導(dǎo)體材料（HND-Azulene）與鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的特性
（出處：京都大學(xué)）

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池可通過(guò)印刷作為材料的溶液來(lái)輕松制作，作為能大幅降低制造成本的太陽(yáng)能電池備受期待。

京都大學(xué)化學(xué)研究所副教授若宮淳志等的研究小組，與大阪大學(xué)副教授佐伯昭紀(jì)和美國(guó)波士頓學(xué)院名譽(yù)教授勞倫斯·斯科特（Laurence Scott）共同研究，開(kāi)發(fā)了自主設(shè)計(jì)的“座墊型構(gòu)造”有機(jī)半導(dǎo)體材料，將這種材料用作p型半導(dǎo)體的緩沖層，提高了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。

京都大學(xué)將此次開(kāi)發(fā)的成果，作為可提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率的有機(jī)半導(dǎo)體材料分子的設(shè)計(jì)指針。今后將推進(jìn)價(jià)格低且性能出色的材料開(kāi)發(fā)，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的實(shí)用化研究有望加速。

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池此前一直是通過(guò)改良光吸收材料——鈣鈦礦層的制作方法來(lái)提高轉(zhuǎn)換效率的。

而關(guān)于從鈣鈦礦層提取由光生成電荷的緩沖層，因顯示優(yōu)異特性的材料有限，所以一般使用名為Spiro-OMeTAD、制造成本較高的有機(jī)半導(dǎo)體材料。因而制造成本低且性能出色的有機(jī)半導(dǎo)體材料開(kāi)發(fā)一直是實(shí)用化的課題之一。

此次基于骨架擴(kuò)展為二維片狀、具有座墊型結(jié)構(gòu)的分子設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出了涂布型有機(jī)半導(dǎo)體材料（HND-Azulene）。將其用作p型緩沖層，與使用以往的材料相比，轉(zhuǎn)換效率最大提高至1.2倍，達(dá)到了16.5％。