南京理工大学徐勃&西安交通大学尹行天团队最新EES:揭示光诱导卤化物偏析对宽带隙钙钛矿太阳能电池性能下降的影响

文摘   2025-01-23 19:22   瑞士  

光照下的卤化物偏析是导致宽带隙钙钛矿太阳能电池(WBG PSC) 性能下降的一个关键因素。虽然这种性能下降传统上与开路电压不足有关,但南京理工大学徐勃&西安交通大学尹行天团队研究发现,短路电流密度 (JSC) 的初始急剧下降是效率下降的一个重要诱因,特别是在光照后的前约 240 秒内,相关成果发表于Energy & Environmental Science期刊。通过系统地改变钙钛矿薄膜的厚度,我们观察到两种不同的卤素离子迁移模式。该团队的结果表明,富含I 的终端域 (~760 nm;~1.63 eV)的快速形成在 JSC 损失中起着关键作用,而不是钙钛矿薄膜中通常看到的逐渐红移的相。该团队发现,在较厚的薄膜 (~420 nm) 中,晶体堆叠结构中的显著压缩应变会加速这些富含 I 的域的形成。相比之下,较薄的薄膜(~190 nm)表现出垂直取向晶体的结构,尽管缺陷浓度较高且光诱导卤化物偏析更明显,但可增强载流子提取并稳定JSC 输出。这些发现凸显了钙钛矿薄膜结晶调节作为减轻JSC 损失和提高 WBG PSC 光稳定性的策略的重要性。该团队的研究为卤化物偏析背后的机制及其对器件性能的影响提供了新的见解,为提高WBG PSC 的长期性能提供了实用的解决方案。
论文信息: Y. Guo, C. Zhang, L. Wang, X. Yin, B. Sun, C. Wei, X. Luo, S. Yang, L. Sun and B. Xu, Energy Environ. Sci., 2025,  https://doi.org/10.1039/D4EE05604C
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