武汉大学方国家/柯文俊联合Greatzel院士发表最新NP：抑制广角光损失和非辐射复合，实现高效钙钛矿太阳电池

文摘 2025-01-10 19:44 瑞士

表面反射和非辐射复合会阻碍载流子的产生和提取，从而造成钙钛矿太阳能电池(PSC) 中的能量损失。由于阳光的入射角全天都在变化，这些损失会降低实际应用中的设备效率。基于此，武汉大学方国家/柯文俊团队联合瑞士洛桑联邦理工学院Michael Greatzel院士介绍了一种解决此问题的通用策略，即在玻璃基板上涂覆高度分布的氟掺杂氧化锡纳米板(NP-FTO)，相关成果发表于国际顶级期刊Nature Photonics杂志。然后，通过原子层沉积沉积一层薄薄的SnO2，并覆盖 SnO2 量子点，形成电子选择性同质结。系统的机理研究揭示了 NP-FTO 全方位收集光子的卓越能力及其对钙钛矿结晶的有益影响。这些综合效应可显着改善广角入射光照射下n–i–p PSC 的短路电流密度、开路电压和填充因子。性能最佳的PSC 在 AM1.5G 照明下实现了 26.4%（经认证为 25.9%）的出色功率转换效率(PCE)。这些器件还表现出卓越的稳定性，在模拟太阳强度下经过1,200 小时的光照射和最大功率点跟踪后，仍能保持其初始PCE 的 95%。此外，NP-FTO 的有益效果也适用于具有 p–i–n 结构的1.77 eV 宽带隙 PSC，从而能够制造最佳 PCE 为 28.2% 的全钙钛矿串联太阳能电池。

论文信息：Ge, Y., Zheng, L., Wang, H. et al. Suppressing wide-angle light loss and non-radiative recombination for efficient perovskite solar cells. Nat. Photon. (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-024-01570-4

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