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I/P界面改性获得高效、稳定的钙钛矿太阳电池

2020-05-21

FA 基钙钛矿太阳电池(PSCs)相比 MA 基钙钛矿太阳电池具有更好的热稳定性,受到研究者的广泛关注。经过研究发现:钙钛矿吸收层与空穴传输层之间的界面存在一些缺陷引起载流子复合,限制了钙钛矿太阳电池效率的提升。界面钝化在提高钙钛矿太阳电池的效率及稳定性方面起着越来越重要的作用。

近日,南开大学光电子薄膜器件与技术研究所的光伏材料与器件实验室团队通过在钙钛矿薄膜表面引入一薄层有机卤化物盐MABr用于表面钝化。实验结果表明,钙钛矿薄膜的表面缺陷大大减小,非辐射复合得到了有效抑制。此外,钙钛矿吸收层与空穴传输层的能级更加匹配,器件的开路电压和填充因子明显提升,最终获得最高20.83%的光电转换效率(PCE)。另外,该器件还具有出色的湿度稳定性和热稳定性,经过1000 小时(RH=20%-30%)的稳定性测试后,电池保持其初始效率的 94%;并且经过 400 小时(65℃)的热稳定性测试后仍能保持其初始效率的 90%。这些发现为获得高效、稳定钙钛矿器件提供界面设计思路。

图(a)器件结构示意图;(b)冠军FA基钙钛矿太阳电池J-V曲线图;(c)未封装在相对湿度约为20%–30%,温度约为25–30℃的空气环境中PCE的相对衰退比;(d)封装后在温度为65℃的空气环境中PCE的相对衰退比。

I/P interface modification for stable and efficient perovskite solar cells

Jie Zhang, Shixin Hou, Renjie Li, Bingbing Chen, Fuhua Hou, Xinghua Cui, Jingjing Liu, Qi Wang, Pengyang Wang, Dekun Zhang, Ying Zhao, Xiaodan Zhang

J. Semicond. 2020, 41(5): 052202

doi: 10.1088/1674-4926/41/5/052202

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(来源:半导体学报2020年第5期—钙钛矿半导体光电材料与器件专刊



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