德国埃尔朗根-纽伦堡大学团队最新NC:克服薄金属基复合层中的光学损耗,实现高效n-i-p钙钛矿有机叠层太阳能电池

文摘   2025-01-06 23:15   北京  

钙钛矿有机叠层太阳能电池(P-O-TSC)具有超越单结太阳能电池理论效率极限的巨大潜力。然而,它们的性能受到非理想互连层(ICL)的阻碍。特别是在n-i-p配置中,金属纳米粒子的掺入会引入严重的寄生吸收,这降低了有机后电池中的光子利用率,并决定性地限制了与前电池匹配的最大光电流。基于此,德国埃尔朗根-纽伦堡大学Christoph J. Brabec & Larry Lüer & Chao Liu团队展示了一种有效的策略,通过操纵底层表面特性来定制金纳米粒子的形状和尺寸分布,从而减轻金嵌入ICL中的光学损失,相关成果发表于Nature Communications期刊。实现更少、更小、更均匀的球形金纳米粒子可以显著减少局部表面等离子体共振吸收,同时保持ICL内高效的电子-空穴复合。因此,将CsPbI2Br与各种有机电池相结合的优化P-O-TSC在有机后电池中受益于>1.5 mA/cm2的显著电流增益,实现了25.34%的冠军效率。同时,优化的ICL有助于提高器件的长期稳定性。
论文信息:Tian, J., Liu, C., Forberich, K. et al. Overcoming optical losses in thin metal-based recombination layers for efficient n-i-p perovskite-organic tandem solar cells. Nat Commun 16, 154 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-024-55376-7
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