新加坡国立大学侯毅&嘉兴大学尹新星团队最新EES:溴取代自组装单层使1.79 eV宽带隙钙钛矿太阳电池的Voc超S-Q限值90%

文摘   2025-01-09 21:33   瑞士  

全钙钛矿串联太阳能电池(TSC) 有望超越单结太阳能电池的效率极限。然而,提高TSC 效率面临着宽带隙(WBG) 子电池中开路电压(VOC) 损失显著的挑战。在本研究中,新加坡国立大学侯毅&嘉兴大学尹新星团队采用溴取代策略开发了一种新型自组装单层 (4-(3,11-二溴-7H-二苯并[c,g]咔唑-7-基)丁基)膦酸 (DCB-Br-2),作为 1.79 eV WBG 钙钛矿太阳能电池的空穴传输层,相关成果发表于Energy & Environmental Science期刊。DCB-Br-2中的溴将一对非键合电子捐献给未配位的 Pb2+ 离子或卤化物空位,增强了与钙钛矿层的相互作用并抑制了界面非辐射复合。DCB-Br-2 还可以调整能级排列,促进快速空穴提取。优化后的WBG 太阳能电池的最大Voc为 1.37 V,超过了 Shockley-Queisser 极限的90%。结合 1.25 eV 窄带隙子电池,这实现了双端全钙钛矿TSC,其功率转换效率高达27.70%,推动了高性能串联器件的发展。
论文信息:Z. Wei, Q. Zhou, X. Niu, S. Liu, Z. Dong, H. Liang, J. Chen, Z. Shi, X. Wang, Z. Jia, X. Guo, R. Guo, X. Meng, Y. Wang, N. Li, Z. Xu, Z. Li, A. G. Aberle, X. Yin and Y. Hou, Energy Environ. Sci., 2025, DOI      https://doi.org/10.1039/D4EE04029E
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