创纪录!有机钙叠层效率26.4!!!化学所李永舫团队最新Nature:钙钛矿/有机串联太阳电池的异构二铵钝化

文摘   2024-10-15 06:42   瑞士  

近年来,钙钛矿被广泛用于两端串联太阳电池 (TSC),以克服单结太阳能电池的 Shockley-Queisser 极限。钙钛矿/有机TSC由宽带隙 (WBG) 钙钛矿太阳电池 (pero-SC) 作为前电池和窄带隙有机太阳能电池 (OSC) 作为后电池组成,由于其良好的稳定性和潜在优异的功率转换效率(PCE),最近引起了人们的关注。然而,WBG 钙钛矿 SC 通常比普通钙钛矿 SC 表现出更高的电压损耗,这限制了 TSC 的性能。其中一个主要障碍来自钙钛矿/C60 界面处的界面复合,开发有效的表面钝化策略以追求更高的钙钛矿/有机 TSC PCE 非常重要。基于此,化学所李永舫/Lei Meng & 德国波茨坦大学Felix Lang团队开发了一种新的表面钝化剂环己烷-1,4-二碘化二铵(CyDAI2),它天然含有两种异构体结构,铵基团位于己烷环的同一侧或相对侧(分别表示为顺式-CyDAI2和反式-CyDAI2),两种异构体表现出完全不同的表面相互作用行为,相关成果于2024年10月14日发表于国际顶级期刊Nature杂志。cis-CyDAI2 钝化处理降低了带隙为 1.88 eV 的 WBG 钙钛矿的准费米能级分裂 (QFLS)与开路电压 (Voc)之间的失配,并将其 Voc 提高到 1.36 V。结合 cis-CyDAI2 处理的钙钛矿和窄带隙为 1.24 eV 的有机活性层,构建的单片钙钛矿/有机 TSC 的 PCE 为 26.4%(认证为 25.7%)

论文信息:Jiang, X., Qin, S., Meng, L. et al. Isomeric diammonium passivation for perovskite–organic tandem solar cells. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08160-y

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