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葛子义等人EES:超24%效率!柔性钙钛矿太阳能电池

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由于钙钛矿层中的缺陷,机械耐久性和长期运行稳定性是柔性钙钛矿太阳能电池(f-PSC)商业化的关键因素。中国科学院葛子义和Li Wei等人合成了一系列具有不同分子偶极子的-CN添加剂,包括2′-氟-[1,1′-联苯]-3,5-二腈(1F-2CN)、2’,6′-二氟-[1,2′-联苯]-3,5-二腈(2F-2CN)和2’,3’,4′-三氟-[1,6′-联苯]-3,5-三腈(3F-2CN)。

添加剂中的两个-CN基团可以与Pb2+缺陷配位,氟原子可以调节添加剂的偶极矩,并与带电荷的FA+基团形成氢键。因此,添加剂成功缝合了钙钛矿晶界处的缺陷,并释放了晶界应力,导致低杨氏模量和高机械柔韧性。同时,添加剂可以削弱电荷载流子与纵向光学声子之间的相互作用,并促进载流子的提取和传输。

此外,分子偶极更强的2F-2CN可以更好地提高f-PSCs效率和稳定性。因此,基于1F-2CN-、2F-2CN-和3F-2CN-的f-PSC分别具有21.87%、23.64%、24.08%和23.30%的功率转换效率(PCE)。得益于完美的钙钛矿膜,含有改性添加剂的未封装f-PSC具有优异的机械可靠性以及良好的光、热和空气稳定性。

※本研究采用Enlitech QE-3011产品进行量测。

Wang, Y., Feng, M., Chen, H., Ren, M., Wang, H., Miao, Y., Chen, Y., Zhao, Y., Highly Crystalized Cl-doped SnO2 Nanocrystals for Stable Aqueous Dispersion Toward High-Performance Perovskite Photovoltaics. Adv. Mater. 2023, 2305849.

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