Science重磅:碘離子助力鈣鈦礦太陽能電池效率再創新高


【背景介紹】

科研人員對于無機-有機雜化鈣鈦礦材料研究的主要興趣源于其在鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)中的大量成功應用,使得鈣鈦礦電池的電力轉換效率(PCE)已經超越了20%。太陽能電池上由于缺陷尤其是深度缺陷的存在,往往導致轉化效率低,這是因為開路電壓和短路電流密度的降低。在襯底上形成致密且均勻的薄層對于制備含有多個陽離子和混合鹵化物陰離子的高性能鈣鈦礦太陽能電池是至關重要的。

【成果簡介】

2017年6月30日,Science在線發表了來自韓國漢陽大學的Eun Kyu Kim、高麗大學的Jun Hong Noh和蔚山國家科學技術研究所的Sang Il Seok(共同通訊)等人題為“Iodide management in formamidinium-lead-halide-based perovskite layers for efficient solar cells”的文章。該團隊在用于通過分子內交換過程形成鈣鈦礦層的有機陽離子溶液中引入額外的碘離子降低了深層缺陷的濃度。這種薄鈣鈦礦層能夠在小電池中實現轉換效率為22.1%,在1平方厘米的電池中實現19.7%轉換效率的PSCs。

【圖文導讀】

圖1 通過兩步過程沉積的鈣鈦礦層的性能分析和紫外-可見吸收光譜

圖2 深能級瞬態光譜(DLTS)和時間分辨熒光光譜(TRPL)測試

圖3 最佳性能的小型和大型PSCs的電流密度-電壓(J-V)曲線和光伏參數以及裝置重現性

文獻鏈接:Iodide management in formamidinium-lead-halide-based perovskite layers for efficient solar cells(Science,?2017,?DOI:10.1126/science.aan2301)

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