科学新知: 2022 Chemical Engineering Journal : Ag₃BiI₆ 红钨矿太阳能电池高效率达2.77% !

本文亮点
1. 无铅吸收层 Ag₃BiI₆的光伏材料 是通过热辅助刀片涂层技术获得的。
2. 载流子传输层的修改使 Ag₃BiI₆ 表现出优异的光伏性能，达到 2.77%。
3. 无需封装，器件在环境中 3,000 小时稳定性测试后可保持 80% 的初始 PCE。

目前，高效钙钛矿太阳能电池主要包括铅基光吸收层。近年来，钙钛矿太阳能前所未有的功率转换效率 (PCE) 使其成为永续或可再生能源的乐观解决方案。然而，钙钛矿太阳能电池中的铅，该有毒成分及其在使用环境中的稳定性成了大众的讨论议题。因此，解决这两个问题显然是开发钙钛矿太阳能电池的当务之急。

2022年8月CEJ刊登一项Ag3BiI6 红钨矿太阳能电池高效率2.77%的研究成果。研究团队选择Ag3BiI6红钨矿作为热辅助刮刀涂布法制备的活性层，以替代传统的铅基钙钛矿活性层。本研究为了使载流子传输层和 Ag3BiI6 光吸收层之间的能级对齐，掺杂两个载流子传输层将刮刀器件的 PCE 从 2.06% 提高到 2.77%。这些设备在环境环境中未封装存储超过 3,000小时后，仍然可以保持 90% 的初始 PCE。该研究还展示了一个 1.00 cm2 的大型器件，PCE为 2.03%。
无铅、空气稳定和可大规模生产加工的特性使其成为光伏材料的有希望的选择。

图1.使用紫外光电子能谱分析光伏器件中各层的能带结构：(a) 原始介观-TiO₂ 和介观-Sn:TiO₂ 电子传输层，(b) Ag、Bil，(c) PTAA 和 Li-TFSI 掺杂的 PTAA 空穴传输层，以及（d）整个设备的能带图。

图3.环境空气中未封装 Ag、Bil 设备的性能追踪：(a) Voc(b) Jsc，(c) 填充因子，和 (d) PCE。