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2022 Science:实现效率>24%的反向钙钛矿电池!构建界面异质结

标题- 通过表面硫化构建高效倒置钙钛矿太阳能电池的异质结

第一作者:李晓冬/方俊锋老师课题组

本文亮点

  • 采用构建界面异质结提升内建电势的思路,提升反向钙钛矿电池的内建电势
  • 通过表面硫化,构建高效的界面异质结,首次实现效率>24%的反向钙钛矿电池
  • 钙钛矿电池表现出优异的稳定性,连续光照下MPP输出1000h,效率衰减<10%

研究动机

  反向钙钛矿电池具有工艺简单,低温制备,以及与晶硅电池兼容等优势,具有更大的发展潜力。但目前高效率的钙钛矿电池均采用正向结构,反向钙钛矿电池效率一直偏低。

  本文针对反向钙钛矿电池,通过界面异质结的设计,首次实现效率>24%的反向钙钛矿电池。并且PbS与钙钛矿具有相似的晶格参数,Pb-S键远远强于Pb-I键,可以起到稳定钙钛矿结构和稳固界面的作用,实现稳定性的提升。

本文所用仪器

  • Enlitech SS-F5-3A,太阳光模拟器

研究成果说明

  通过表面硫化后,反向钙钛矿电池效率由最初的21.8%提高到24.3%,且几乎没有滞后。

  表面硫化过程所需的PbPyA2以及TMS浓度对器件效率有所影响,最佳条件为PbPyA2 1mg/mL, TMS 3mg/mL。

PSC的光伏性能
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SST PSC 中的器件滞后

通讯作者简介

  方俊锋,华东师范大学物理与电子科学学院教授,长期从事有机/钙钛矿光电材料与器件的工作,以通讯作者在Science、Joule、Sci. Adv.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem.、Adv. Energy Mater.等期刊发表SCI论文100余篇,入选万人计划青年拔尖、中科院百人择优和特聘研究员、浙江省千人等人才计划。主持国家基金、中科院前沿科学重点研发计划、浙江省杰青等省部级以上项目10余项。

本文关键词:构建界面异质结、constructing heterojunction、反向钙钛矿电池、inverted perovskite solar cell、太阳光模拟器、Solar Simulator、Sun Simulator

原文:https://doi.org/10.1126/science.abl5676

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