全球?qū)稍偕茉吹木薮笮枨蟠龠M(jìn)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(yán)重阻礙了其實(shí)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(tuán)隊(duì)首次將石墨炔作為電池活性層的主體材料，當(dāng)石墨炔活性材料含量為25%時(shí)，制備的鈣鈦礦太陽能電池效率最高可達(dá)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(duì)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(dāng)石墨炔作為主體材料時(shí)，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(shí)現(xiàn)大晶粒尺寸、較少晶界、高結(jié)晶度的完美結(jié)合。在實(shí)現(xiàn)光電性能提高的同時(shí)，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(gè)領(lǐng)域和太陽能電池中獲得了重要應(yīng)用。