南京理工大学EES:揭示光诱导卤素分离对宽禁带钙钛矿太阳能电池性能衰退的影响

文摘   2025-01-24 07:54   河南  

光照下的卤素分离是导致宽禁带钙钛矿太阳能电池(WBG PSCs)性能衰退的关键因素。
尽管这一衰退通常与开路电压的下降有关,南京理工大学徐勃等人研究发现,短路电流密度(JSC)的初期急剧下降是效率下降的重要诱因,尤其是在光照初期的约240秒内。通过系统地改变钙钛矿薄膜的厚度,我们观察到了卤素离子迁移的两种不同模式。我们的结果表明,富I末端区域的快速形成(~760 nm; ~1.63 eV)在JSC的损失中发挥了重要作用,而不是钙钛矿薄膜中通常见到的逐渐红移的相。我们发现,在较厚的薄膜(~420 nm)中,晶体堆叠结构中的显著压缩应变加速了这些富I末端区域的形成。相比之下,较薄的薄膜(~190 nm)尽管具有更高的缺陷浓度和更明显的光诱导卤素分离,仍展现出垂直取向的晶体结构,这有助于载流子的提取并稳定JSC输出。这些发现强调了在钙钛矿薄膜中调控结晶结构的重要性,作为减轻JSC损失并提高WBG PSCs光稳定性的一种策略。
研究为卤素分离背后的机制及其对器件性能的影响提供了新的见解,并为增强WBG PSCs长期性能提供了实际解决方案。

Unveiling the impact of photoinduced halide segregation on performance degradation in wide-bandgap perovskite solar cells

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, Accepted Manuscript , DOI: 10.1039/D4EE05604C

DOIhttps://doi.org/10.1039/D4EE05604C


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