武汉大学AEM:改善全钙钛矿叠层的宽带隙卤化铅钙钛矿的结晶

文摘   2024-12-15 07:55   河南  

宽带隙 (WBG) 钙钛矿太阳能电池 (PSC) 是叠层太阳能电池 (TSC) 的关键组成部分。然而,WBG PSC 目前面临的主要障碍是其晶体质量不完美,导致开路电压 (VOC) 损失大,稳定性差。

武汉大学余桢华、柯维俊和方国家等人在 WBG PSC 中使用 2,5-二溴噻噻并[3,2-B] 噻吩 (DBrT) 作为添加剂可提高晶体质量、减轻缺陷,并通过促进晶体生长和钝化本体和界面缺陷来提高稳定性。Pb─S 键、π-π 叠层和氢键之间的相互作用促进了有序的分子排列,从而获得更好的结晶并减少非辐射复合。同时,DBrT 还可以自发扩散到晶界,从而渗透到钙钛矿的顶部和埋藏表面,进一步钝化界面处的缺陷并减少非辐射复合。

这种策略不仅改善了能级对准和载流子传输,而且在高达 1.27 V 的 VOC 下实现了 22.40% 的倒置 WBG PSC 的冠军功率转换效率 (PCE),半透明器件的 PCE 为 20.39%,4 端子全钙钛矿叠层太阳能电池的 PCE 高达 28.31%,从而提供了一种全面的方法来增强 WBG 和叠层钙钛矿的性能。

S. Du, Y. Guo, C. Wang, G. Chen, G. Li, J. Liang, W. Chen, Z. Yu, Y. Ge, P. Jia, H. Guan, Z. Yu, H. Cui, Z. Yu, W. Ke, G. Fang, Improving Crystallization of Wide-Bandgap Lead Halide Perovskite for All-perovskite Tandems. Adv. Energy Mater. 2024, 2404180.

https://doi.org/10.1002/aenm.202404180



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