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科学新知: 2022 JOULE (IF41.248 ),高效率29.4%!添加CL阴离子的 单卤素纯碘化物宽带系钙钛矿顶层电池

科学新知: 2022 JOULE (IF41.248 ),高效率29.4%!添加CL阴离子的 单卤素纯碘化物宽带系钙钛矿顶层电池

本文亮点

• 发现 Cs 离子的快速沉淀会诱导 δ-CsPbI3 第二相

• MACl对于形成无δ相的纯碘化物宽带隙钙钛矿是必不可少的

• 纯碘化物钙钛矿薄膜表现出优异的稳定性,没有卤化物偏析

• 钙钛矿/硅串联电池表现出 28.37% 的高认证效率

   

       由于过氧化物/硅串联太阳能电池的效率急剧上升,人们对其商业化的期望越来越高,但稳定性仍然是一个大障碍。卤化物钙钛矿是一种很有前途的高效硅串联太阳能电池的顶层电池材料,但它存在卤化物偏析问题,这是实现带隙加宽所必需的卤化物混合的结果。其中一个关键的稳定性问题多个卤素阴离子的偏析,而这些阴离子对过氧化物顶电池的宽带隙至关重要。解决卤化物偏析问题的根本办法是使用单卤素元素,但由于源自沉淀动力学的二次相的不可避免的形成,迄今没有人证明单卤素过氧化物顶电池

         JOULE在2022年10月刊登了一则报导,韓國首爾大學的Jin Young Kim、Jungwon Park 與高麗大學Dong Hoe Kim等人組成的研究團隊通过添加Cl阴离子的新的动力学控制的相位演化路径,展示了具有单卤素元素的纯碘化物宽带隙过氧化物顶层电池。一个新的二维中间相的形成对动力学控制至关重要。由此产生的含纯碘的过氧化物晶体顶电池表现出明显增强的光稳定性和超过29%的高串联效率。

        研究团队利用Cs和二甲基铵阳离子同时并入钙钛矿结构的A位以增加带隙,同时保持容差因子。然而,由于阳离子之间的沉淀动力学不同,双阳离子的掺入导致同时形成正交晶相和六方晶相,而不是形成纯钙钛矿相。

        研究结果得出第一个卤化物偏析的纯碘化物宽带隙钙钛矿顶层电池。也证明这种方法只能通过控制拥有所需的相演化Cs 组合物的相控成核来实现。纯碘化物钙钛矿顶部电池表现出出色的光稳定性(连续运行 1,000 小时后降解 1%;ISOS-L-1I,白色 LED),其 Si 串联表现出 29.4% 的高转换效率(28.37% 认证)

科学新知: 2022 JOULE (IF41.248 ),高效率29.4%!添加CL阴离子的 单卤素纯碘化物宽带系钙钛矿顶层电池
科学新知: 2022 JOULE (IF41.248 ),高效率29.4%!添加CL阴离子的 单卤素纯碘化物宽带系钙钛矿顶层电池

本文关键词: 硅串联太阳能电池、卤化物钙钛矿、纯碘化物宽带隙钙钛矿顶层电池

原文: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S254243512200407X

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