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浴日光能鈣鈦礦
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[交流]
新型界面工程方法實現(xiàn)了26.7%的倒置鈣鈦礦太陽能電池效率
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中國組件制造商開發(fā)了一種基于多功能有機(jī)銨鹽的倒置鈣鈦礦太陽能電池，據(jù)稱該電池減少了非輻射復(fù)合，并改善鈣鈦礦吸收體與電子傳遞層（ETL）界面上的載流子運(yùn)輸。 團(tuán)隊解釋說，這種方法實現(xiàn)了碘化鉛（Pb/I）空位的雙點鈍化，同時最大限度地減少了空間障礙，從而提高了載流子提取的效率。 對于倒置鈣鈦礦電池，優(yōu)化的富勒烯（C60）目前是ETL中性能最好的材料，盡管其溶液中存在顯著聚集問題，且與鈣鈦礦薄膜結(jié)合時需進(jìn)行校準(zhǔn)。為此，科學(xué)家們使用一種多功能有機(jī)銨鹽，稱為2-（氨基）苯基）乙基-1-碘化銨，簡稱PMEAI，作為鈍化層，以改進(jìn)鈣鈦礦-C60界面的界面工程。 團(tuán)隊設(shè)計了由氟摻錫氧化物（FTO）組成的基底、由自組裝單分子層4PADCB制成的空穴輸運(yùn)層（HTL）、鈣鈦礦吸收劑層、PMEAI鈍化層、C60 ETL、浴銅堿（BCP）緩沖層和銀（Ag）金屬電極組成的電池。 在標(biāo)準(zhǔn)光照條件下測試，該器件實現(xiàn)了26.7%的功率轉(zhuǎn)換效率，開路電壓為1.181 V，短路電流密度為26.36 mA/cm2，填充因子為85.8%。相比之下，采用其它鈍化層類型的參考器件效率較低，僅為24.3%，開路電壓為1.156 V，短路電流密度為26.05 mA/cm2，填充因子為80.4%。 基于PMEAI的電池還實現(xiàn)了25.84%的認(rèn)證效率，并獲得了中國國家光伏工業(yè)計量檢測中心（NPVM）的認(rèn)證。當(dāng)放大到1平方厘米時，該器件的效率也達(dá)到了24.5%活躍區(qū)域. 通過進(jìn)一步分析，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水平排列的PMEAI抑制了Pb和I空位的缺陷，并誘導(dǎo)鈣鈦礦/C60界面內(nèi)建電場的反轉(zhuǎn)，從而最大限度地減少界面復(fù)合損失。他們解釋說，界面電場被PMEAI反轉(zhuǎn)，從C60指向鈣鈦礦，顯著加速電子提取并抑制復(fù)合，從而突破了鈍化層對電流密度和填充因子的傳統(tǒng)限制。 電池在65攝氏度下1500小時后，仍保持97%的初始效率。本研究提出了一種界面材料設(shè)計的新方法，協(xié)同整合了低立體阻礙、缺陷鈍化和抑制離子遷移誘導(dǎo)降解，推動高性能鈣鈦礦光伏技術(shù)的發(fā)展 |
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