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浴日光能钙钛矿
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[交流]
新型界面工程方法实现了26.7%的倒置钙钛矿太阳能电池效率
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中国组件制造商开发了一种基于多功能有机铵盐的倒置钙钛矿太阳能电池，据称该电池减少了非辐射复合，并改善钙钛矿吸收体与电子传递层（ETL）界面上的载流子运输。 团队解释说，这种方法实现了碘化铅（Pb/I）空位的双点钝化，同时最大限度地减少了空间障碍，从而提高了载流子提取的效率。 对于倒置钙钛矿电池，优化的富勒烯（C60）目前是ETL中性能最好的材料，尽管其溶液中存在显著聚集问题，且与钙钛矿薄膜结合时需进行校准。为此，科学家们使用一种多功能有机铵盐，称为2-（氨基）苯基）乙基-1-碘化铵，简称PMEAI，作为钝化层，以改进钙钛矿-C60界面的界面工程。 团队设计了由氟掺锡氧化物（FTO）组成的基底、由自组装单分子层4PADCB制成的空穴输运层（HTL）、钙钛矿吸收剂层、PMEAI钝化层、C60 ETL、浴铜碱（BCP）缓冲层和银（Ag）金属电极组成的电池。 在标准光照条件下测试，该器件实现了26.7%的功率转换效率，开路电压为1.181 V，短路电流密度为26.36 mA/cm2，填充因子为85.8%。相比之下，采用其它钝化层类型的参考器件效率较低，仅为24.3%，开路电压为1.156 V，短路电流密度为26.05 mA/cm2，填充因子为80.4%。 基于PMEAI的电池还实现了25.84%的认证效率，并获得了中国国家光伏工业计量检测中心（NPVM）的认证。当放大到1平方厘米时，该器件的效率也达到了24.5%活跃区域. 通过进一步分析，科学家发现水平排列的PMEAI抑制了Pb和I空位的缺陷，并诱导钙钛矿/C60界面内建电场的反转，从而最大限度地减少界面复合损失。他们解释说，界面电场被PMEAI反转，从C60指向钙钛矿，显著加速电子提取并抑制复合，从而突破了钝化层对电流密度和填充因子的传统限制。 电池在65摄氏度下1500小时后，仍保持97%的初始效率。本研究提出了一种界面材料设计的新方法，协同整合了低立体阻碍、缺陷钝化和抑制离子迁移诱导降解，推动高性能钙钛矿光伏技术的发展 |
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