台啟東課題組錫鉛混合鈣鈦礦太陽能電池研究新進展

作者:本站編輯點擊:時間:2023-02-20

近日,我院台啟東團隊在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)在線發表了在錫鉛混合鈣鈦礦太陽能電池方麵的最新研究進展。

論文題為《操縱埋底麵實現基於氧化鎳空穴傳輸層的高性能甲脒基錫鉛鈣鈦礦太陽能電池》(“Manipulation of the Buried Interface for Robust Formamidinium-based Sn-Pb Perovskite Solar Cells with NiOxHole-Transport Layers”)。台啟東研究員為通訊作者,博士生周遠為第一作者,狗万manbetxb 為論文的唯一通訊單位。

窄帶隙錫鉛混合鈣鈦礦太陽能電池(Sn-Pb PSCs)有望比鉛基鈣鈦礦太陽能電池(Pb PSCs)實現更高的光電轉化效率(PCE),同時也被認為是組成疊層PSCs的關鍵結構。然而,該體係實現高效率仍麵臨著Sn2+離子不穩定以及各傳輸層界麵能級不完全匹配等挑戰。此外,A位離子通常使用的易揮發性甲胺離子(MA+)以及傳統使用的有機PEDOT:PSS空穴傳輸層(PEDOT:PSS HTL)均對器件穩定性造成不利影響。

該團隊製備了物理穩定的無機氧化鎳(NiOx)納米顆粒作為HTL取代傳統的PEDOT:PSS,並引入4-羥基苯乙基鹵化銨(OH-PEAX,X = Cl-,Br-,I-)修飾NiOx/鈣鈦礦(FAPb0.5Sn0.5I3)界麵。研究發現OH-PEAX修飾層具有多重功能,可以有效地降低NiOx表麵Ni3+缺陷態、提高鈣鈦礦薄膜本征質量並改善界麵處的能級排列和物理接觸。基於最優的OH-PEABr修飾,取得了20.53%的光電轉換效率,這是目前甲脒基錫鉛鈣鈦礦太陽能電池在NiOxHTL體係下的最好結果。此外,未封裝的器件也表現出優異的運行穩定性。該研究有助於推動高效穩定和低毒的鈣鈦礦太陽能電池的發展。

該工作得到了國家自然科學基金委的資助以及狗万manbetxb 科研公共服務條件平台在材料結構表征方麵的支持和幫助。同時,該工作也得了江漢大學喻豔華副教授,四川大學趙德威教授、陳聰副教授,狗万manbetxb 曹強、林乾乾教授等合作者在材料製備及測試表征方麵的幫助。

論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202300759

(文章轉自http://news.whu.edu.cn/info/1015/69035.htm

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