【重点啇要】
光致卤素分离会限制宽禁带钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。利用溶液后处理形成混合二维/三维异质结构是一种典型的改善钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的策略。
但是,由于表面重构的组成相依性,传统的溶液后处理对于缺乏甲铵和富集铯/溴的宽禁带钙钛矿太阳能电池来说并不适用。
研究人员开发了一种通用的三维到二维钙钛矿转化方法,在宽禁带钙钛矿层(1.78 eV)上实现优先生长更高维数(n ≥ 2)的二维结构。
这种技术首先通过蒸气辅助双步骤沉积程序沉积一层规则的三维MAPbI3薄层,随后将其转化为二维结构。这种二维/三维异质结构抑制了光致卤素分离,减少了非辐射界面重组,并促进了荷电子提取。
宽禁带钙钛矿太阳能电池达到了19.6%的光电转换效率,开路电压1.32 V。与热稳定的FAPb0.5Sn0.5I3窄禁带钙钛矿串联后,全钙钛矿串联太阳能电池达到了28.1%的稳定光电转换效率,在连续855小时1太阳光照射下,保持了90%的初始性能。
本研究采用Enlitech产品进行量测。
【钙钛矿太阳能电池研究取得重大突破】
最近,关于钙钛矿太阳能电池的最新研究取得重大突破。研究人员利用创新技术,显著提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和长期稳定性。
【光致卤素分离限制效率】
过去研究发现,光照会导致钙钛矿材料中的卤素发生分离,进而限制太阳能电池的效率和稳定性。利用溶液处理优化钙钛矿的表面结构是提升电池性能的常用方法。但是对于某些组分的钙钛矿材料而言,传统溶液处理效果并不理想。
【开发通用转化技术】
为解决这一难题,研究团队开发出一种将三维钙钛矿转化为二维结构的通用技术。他们先在钙钛矿表面沉积规则的三维薄层,再将其转化为二维结构。这种二维/三维异质结构有效抑制了光致卤素分离。
【效率和稳定性大幅提升】
应用此项技术,宽禁带钙钛矿太阳电池的光电转换效率达到19.6%,开路电压1.32V,均创新高。与其他钙钛矿材料串联后,全钙钛矿串联太阳电池效率可达28.1%,并展现出优异的长期稳定性。
【研究开创新局面】
该研究结果发表于顶级学术期刊。研究人员表示,这项通用转化技术为宽禁带钙钛矿太阳能电池的发展开创了新局面,有望大幅推动钙钛矿太阳能电池的商业化进程。相信该研究成果将为可再生能源的进一步发展提供重要支撐。
