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陈江照团队在异质结界面能量调节策略实现高性能钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展
发布日期:2024年02月03日 浏览次数:

近日,昆明理工大学材料科学与工程学院陈江照教授团队在国际知名学术期刊Advanced Energy MaterialsIF=27.8)上以题为“Heterointerface energetics regulation strategy enabled efficient perovskite solar cells”发表最新研究成果,该研究工作得到国家自然科学基金面上等项目的资助

在钙钛矿光伏领域,异质界面会遭受大量陷阱辅助的非辐射复合损失,这主要归因于能量偏移、界面缺陷和接触的粗糙度。异质界面处缺陷和次优能级排列造成载流子非辐射复合和能量耗散,这是导致开路电压降低的主要原因。

鉴于此,陈江照教授团队提出了一种异质界面能量调节策略,通过在钙钛矿前驱体溶液中引入三氟乙酸钾(KTFA)来消除陷阱缺陷并优化表面电势和费米能级。首先证明,非掺杂K+但在上部和掩埋钙钛矿处沉淀将改善电荷提取动力学的能级排列。此外,TFA-与钙钛矿埋入接触中的欠配位Pb2+SnO2电子传输层中的Sn4+表现出很强的静电力。基于无反溶剂真空闪蒸绿色处理,基于Rb0.02(Cs0.05FA0.95)0.98PbI0.91Br0.03Cl0.06Cs0.05FA0.95PbI3的器件最高效率分别可达23.36%24.48%。此外,经过界面修饰的器件在最大功率点工作1200小时后仍保持92%的初始效率。该研究工作为通过阴阳离子工程降低异质结界面能量损失提供指导与借鉴。

                                              

Figure 1. a) Device structure of the KTFA-modified perovskite solar cells. b) The champion J–V curves for control and KTFA modified Rb0.02(Cs0.05FA0.95)0.98PbI0.91Br0.03Cl0.06-based PSCs from the reverse and forward scans. c) The champion J–V curves for control and KTFA-modified Cs0.05FA0.95PbI3-based PSCs from the reverse scan. d) The typical J–V curve of 1.0 cm2 active area size devices; LBIC detection results of the e) control and f) KTFA-modified PSC. The measured area of KTFA-modified PCSs is shown in the red dotted line area in (d), in which both length and width are 5.0 mm × 5.0 mm. g) Standardized PCE values for control and KTFA-modified PSC devices over a long period in an environment with a relative humidity of 30% ± 5% and no packaging. h) MPP output tracking of the control and KTFA-modified PSCs.

 

文章链接:

Yunfei Zhu, Zuolin Zhang, Xuefan Zhao, Mengjia Li, Yinsu Feng, Shuliang Zhang*, Wenhuan Gao, Jiangzhao Chen*, Jian-Xin Tang*, Cong Chen*. Heterointerface energetics regulation strategy enabled efficient perovskite solar cells. Advanced Energy Materials 2024, 2303946.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202303946

 

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