阿卜杜拉国王科技大学AEM:23%的最高PCE窄带隙Pb-Sn钙钛矿太阳能电池

文摘   2025-01-07 07:56   福建  

单结钙钛矿太阳能电池(PSCs)已实现了26.1%的认证功率转换效率(PCE),接近其实际性能极限。多结串联太阳能电池可以实现更高的PCE,其中窄带隙铅锡(Pb-Sn)钙钛矿,带隙为1.21–1.25 eV,非常适合作为全钙钛矿串联电池中的底部光吸收层。通过路易斯碱分子对Pb-Sn钙钛矿进行体工程和表面处理已被证明可以减少体内和电子传输层界面的缺陷密度,从而提高器件性能。然而,由于聚苯乙烯磺酸盐(PSS)与Sn²⁺离子的反应,Pb-Sn钙钛矿与常用的空穴传输层PEDOT:PSS之间的埋藏界面仍然存在问题,这会对器件性能产生负面影响。
为了解决这一问题,阿卜杜拉国王科技大学Stefaan De Wolf等人合成了一种新型的基于卡巴唑的自组装单分子层BrNH3-4PACz,该分子在氧化铟锡(ITO)界面提供适当的偶极矩,以实现高效的空穴提取,并具有离子铵头基团,能在埋藏界面钝化钙钛矿。这种双重功能使得制造具有1.24 eV带隙的p-i-n结构Pb-Sn钙钛矿太阳能电池成为可能,达到了23%的最高PCE和0.88 V的开路电压,这一数值位居文献报道的最高值之一

S. Zhumagali, C. Li, M. Marcinskas, P. Dally, Y. Liu, E. Ugur, C. E. Petoukhoff, M. Ghadiyali, A. Prasetio, M. Marengo, A. R. Pininti, R. Azmi, U. Schwingenschlögl, F. Laquai, V. Getautis, T. Malinauskas, E. Aydin, E. H. Sargent, S. De Wolf, Efficient Narrow Bandgap Pb-Sn Perovskite Solar Cells Through Self-Assembled Hole Transport Layer with Ionic Head. Adv. Energy Mater. 2025, 2404617. 

https://doi.org/10.1002/aenm.202404617



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