2端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層電池創(chuàng)新策略突破效率瓶頸

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2024-12-01 10:53:00 IT之家

華南理工大學(xué)昨日發(fā)布消息,，在嚴(yán)克友教授的帶領(lǐng)下,，該校團(tuán)隊(duì)針對(duì)鈣鈦礦電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題,，采用綠色配體演變策略調(diào)控全無(wú)機(jī)窄帶隙鈣鈦礦薄膜的成核結(jié)晶，成功制備了全球首個(gè)2端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層電池,。該電池在85℃光熱穩(wěn)定性老化測(cè)試中表現(xiàn)良好,。

項(xiàng)目的主要參與者包括段程皓博士、嚴(yán)克友教授及多位國(guó)際合作者,，如德國(guó)的Christoph J. Brabec教授和瑞典林雪平大學(xué)的高峰,、王鋒教授等,。

提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的一個(gè)有效方法是使用全無(wú)機(jī)鈣鈦礦，即用無(wú)機(jī)陽(yáng)離子（如Cs+）替代有機(jī)陽(yáng)離子（如甲銨基（MA+）和甲脒（FA+））,。這種方法有助于打破效率瓶頸,，并解決鈣鈦礦電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題。然而,，由于錫離子導(dǎo)致的較差薄膜形貌和深陷阱態(tài)問(wèn)題,，無(wú)機(jī)窄帶隙鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率較低，此前尚未有2端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池的相關(guān)報(bào)道,。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)采用對(duì)甲苯磺酰肼作為配體來(lái)調(diào)控鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過(guò)程,，實(shí)現(xiàn)了低溫處理階段的控制；高溫處理時(shí)將薄膜中的Sn4+還原為Sn2+以減少深能級(jí)陷阱態(tài),，同時(shí)生成的對(duì)甲苯磺酸又能鈍化鈣鈦礦薄膜缺陷,。最終，他們成功制備出帶隙1.31 eV的無(wú)機(jī)窄帶隙CsPb0.4Sn0.6I3鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,，其效率達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的17.41%,。結(jié)合帶隙1.92 eV的CsPbI2Br頂電池，首次構(gòu)建了效率達(dá)22.57%（認(rèn)證為21.92%）的2端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池,。

這一成果為未來(lái)解決有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題提供了新途徑,。接下來(lái)，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步研究如何減少無(wú)機(jī)寬帶隙子電池的電壓損耗,、提高無(wú)機(jī)窄帶隙子電池的穩(wěn)定性以及降低復(fù)合層連接時(shí)的電壓損耗,，從而降低成本并提高整體效率。

(責(zé)任編輯：張小花 TT1000)

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