溶液制備的多晶鈣鈦礦薄膜有利于低成本制造鈣鈦礦太陽能電池。然而,鈣鈦礦中的多能級陷阱態(tài)會引發(fā)離子遷移并降低器件效率。鑒于此,2024年12月10日西北工業(yè)大學Pengfei Guo&王洪強&香港理工大學嚴鋒于AFM刊發(fā)鈣鈦礦晶格的全方位分子鎖定使高性能鈣鈦礦太陽能電池效率超過26%的研究成果,本文采用多齒錨定策略,通過引入6-硫鳥嘌呤作為添加劑,實現(xiàn)鈣鈦礦晶格的全方位分子鎖定。理論計算表明,分子鎖定可以增加多能級缺陷的形成能,包括I空位、Pb空位、Pb間隙和Pb-I反位,從而增強鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性。添加劑不僅可以延緩晶體生長,從而引發(fā)具有較少陷阱態(tài)的高結(jié)晶度薄膜的構(gòu)建,還可以上移鈣鈦礦的能級,有利于界面空穴提取。由于這些優(yōu)點,本研究實現(xiàn)了甲脒碘化鉛鈣鈦礦太陽能電池效率高達26.02%,為基于TiO2的平面鈣鈦礦太陽能電池樹立了新的標桿,同時具有顯著的運行穩(wěn)定性,在400小時內(nèi)幾乎沒有效率下降。這項工作為探索建設性分子結(jié)構(gòu)以同時消除鈣鈦礦中的多能級缺陷以用于先進光伏器件鋪平了道路。
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