Advanced Science 19.6%效率！共型生長高效穩定1D/3D鈣鈦礦大面積光伏模組

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【導讀】

目前鈣鈦礦太陽能電池的穩定性問題的瓶頸仍然是一個挑戰。鈣鈦礦表面和晶界缺陷引起的非輻射復合也會限制其光伏性能。即使在封裝的器件中，鈣鈦礦結構不穩定的表面和界面發生的不利離子擴散也會嚴重影響器件的穩定性。特別是對于組件，離子擴散不僅發生在鈣鈦礦層到表面的垂直擴散，而且發生在子電池之間的相互連接區域。因此，發展多功能界面調制材料，同時兼顧表面穩定性、缺陷鈍化和促進電荷輸運是迫切需要的。

【成果掠影】

廈門大學李靜教授和尹君副教授等人通過新型的苯并咪唑鹽后處理鈣鈦礦表面，在3D鈣鈦礦薄膜表面獲得共形生長的一維層，進而形成1D/3D結構。研究表明，1D層不僅能夠有效地鈍化器件的界面缺陷，從而降低器件的開路電壓損失，而且能夠促進器件的高效電荷傳輸。通過抑制器件或組件中碘化物的橫向和縱向擴散，提高器件的性能。小面積器件獲得了24.3%效率；有效面積為18cm²大面積組件獲得了19.6%效率。在AM 1.5 G 光照500 h 或在85度和85%相對濕度的條件下1000 h后，組件的穩定性優異。這種基于一維結構的新型鈍化策略考慮到原位保形生長簡單、保形覆蓋均勻、界面穩定性好等特點，對于制備高效穩定的鈣鈦礦型太陽能電池組件具有重要意義。

【數據概覽】

圖1?一維鈣鈦礦層的晶體和電子結構研究

圖2?一維/三維鈣鈦礦結晶度及結構演化分析

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圖3 一維/三維結構的特征器件性能

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圖4 基于一維/三維結構的光伏組件研究

參考文獻

Conformal Imidazolium 1D Perovskite Capping Layer Stabilized 3D Perovskite Films for Efficient Solar Modules, Advanced?Science（2022）.

Doi:?10.1002/advs.202204017

http://doi.org/10.1002/advs.202204017