通過(guò)用無(wú)機(jī)陽(yáng)離子(例如Cs+)取代有機(jī)陽(yáng)離子(例如甲銨 (MA+) 和甲脒 (FA+))制備的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦是增強(qiáng)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期光和熱穩(wěn)定性的有效途徑。因此,無(wú)機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)疊層太陽(yáng)能電池是突破效率瓶頸和解決穩(wěn)定性問(wèn)題的有希望的候選者。然而,由于錫陽(yáng)離子誘導(dǎo)的較差的薄膜形成和深陷阱態(tài),制造2端無(wú)機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)疊層太陽(yáng)能電池仍然存在挑戰(zhàn)。鑒于此,2024年11月28日華南理工大學(xué)嚴(yán)克友于Nature刊發(fā)耐用的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)疊層太陽(yáng)能電池的研究成果,采用對(duì)甲苯磺酰肼(PTSH)的配體演化(LE)策略來(lái)調(diào)控薄膜形成并消除無(wú)機(jī)窄帶隙鈣鈦礦中的深陷阱,從而成功開(kāi)發(fā)2端無(wú)機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)疊層太陽(yáng)能電池。因此,1.31 eV CsPb0.4Sn0.6I3:LE 器件的效率達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的17.41%。與1.92 eV CsPbI2Br頂電池相結(jié)合,2端無(wú)機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)疊層太陽(yáng)能電池的效率達(dá)到22.57%(經(jīng)認(rèn)證為21.92%)。此外,2端無(wú)機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)疊層太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),可在最大功率點(diǎn)(MPP)跟蹤下提供出色的耐用性,在65 ℃下1510小時(shí)和85 ℃下800小時(shí)分別保持器件80%的初始效率。闡明了配體演化有意利用多種作用促進(jìn)無(wú)機(jī)窄帶隙鈣鈦礦生長(zhǎng),并期望該研究為開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定的無(wú)機(jī)鈣鈦礦串聯(lián)疊層太陽(yáng)能電池提供富有洞察力的指導(dǎo)。
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