1. AM: 超過17%效率! 二維鈣鈦礦太陽能電池
層狀Ruddlesden-Popper(RP)相(2D)鹵化鈣鈦礦由于其光電特性的廣泛可調(diào)性和光伏器件的優(yōu)異穩(wěn)定性而引起了極大的關(guān)注。然而,2D鈣鈦礦太陽能電池(PSC)中的電荷提取/傳輸和效率(PCE)仍然受到不可消除的量子阱效應(yīng)的限制。Huiqiong Zhou, Yuan Zhang和Kui Zhao等人針對(duì)BA2MA3Pb4I13(n = 4)2D PSC,提出了緩慢的后退火(SPA)工藝,通過該工藝實(shí)現(xiàn)了17.26%的最高PCE,同時(shí)增強(qiáng)了開路電壓,短路電流和填充因子。
研究表明,通過SPA處理可以獲得增強(qiáng)的晶體取向和多個(gè)鈣鈦礦相(從底部附近的2D相到頂部區(qū)域附近的準(zhǔn)3D相)的有利對(duì)準(zhǔn),這促進(jìn)了載流子傳輸/提取和抑制太陽能電池中的電荷復(fù)合。就目前所知,報(bào)道的PCE是迄今為止基于丁胺(BA)間隔物(n = 4)的RP相2D PSC中效率最高的。SPA處理的器件表現(xiàn)出令人滿意的穩(wěn)定性,在沒有封裝的N2環(huán)境下2000小時(shí)后降解小于4.5%。所展示的工藝策略提供了一種有前途的途徑,可以將2D PSC的性能推向真實(shí)的光伏應(yīng)用。
Wu, G., Li, X., Zhou, J., Zhang, J., Zhang, X., Leng, X., Wang, P., Chen, M., Zhang, D., Zhao, K., Liu, S., Zhou, H., Zhang, Y., Fine Multi‐Phase Alignments in 2D Perovskite Solar Cells with Efficiency over 17% via Slow Post‐Annealing. Adv. Mater. 2019, 1903889.
https://doi.org/10.1002/adma.201903889
2. AM綜述: 值得收藏!全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池
全無機(jī)鈣鈦礦在過去3年中被認(rèn)為是鈣鈦礦光伏領(lǐng)域最具吸引力的研究熱點(diǎn)之一,因?yàn)樗鼈兣c有機(jī)-無機(jī)雜化材料相比具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。電池效率已經(jīng)超過18%。武漢理工大學(xué)Wanchun Xiang和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院Wolfgang Tress團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地總結(jié)了無機(jī)鈣鈦礦的進(jìn)展,包括材料設(shè)計(jì),高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的制備和避免相不穩(wěn)定性。
討論了無機(jī)鈣鈦礦,納米晶體,量子點(diǎn)和無鉛化合物,并評(píng)述了相應(yīng)的器件性能。強(qiáng)調(diào)了穩(wěn)定低帶隙無機(jī)鈣鈦礦立方相的方法,這是高效和穩(wěn)定的太陽能電池的先決條件。此外,歸納了在鈣鈦礦的主體中以及在鈣鈦礦和電荷選擇性層的界面處的能量損失機(jī)制。最后,評(píng)估了無機(jī)鈣鈦礦作為穩(wěn)定吸收劑的潛力,為無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池的商業(yè)化開辟了新的前景。
Review on Recent Progress of All‐Inorganic Metal Halide Perovskites and Solar Cells,AM, 2019
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902851
3. AFM: 20.65%效率!溶液處理,層壓鈣鈦礦太陽能電池
具有不同光學(xué)和電子特性的鈣鈦礦薄膜的層壓多層將容易地實(shí)現(xiàn)高性能光電器件,因?yàn)閺V泛證明器件垂直方向上的薄膜性質(zhì)的差異分布在器件性能中起著特別重要的作用。然而,現(xiàn)有的層壓鈣鈦礦薄膜很難通過溶液法制備,因?yàn)閷?duì)于不同的鈣鈦礦材料沒有足夠的溶解度選擇性的溶劑。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院Xianyu Deng團(tuán)隊(duì)證明了苯胺(AN)對(duì)鈣鈦礦MAPbI3和MAPbI3與鹽酸二乙基氯化銨添加劑的混合物具有很大不同的溶解度。通過使用AN作為鈣鈦礦前體溶液中的溶劑,實(shí)現(xiàn)了具有不同晶體尺寸和光學(xué)和電學(xué)特性的兩個(gè)層壓鈣鈦礦層。具有層壓膜作為活性層的倒置鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)了20.65%的效率, 1.112 V的開路電壓和80.8%的填充因子。在65%RH下400小時(shí)后,這些電池保持98%的效率。這項(xiàng)工作為層壓鈣鈦礦薄膜的生產(chǎn)提供了一種非常簡單和可行的方法,以獲得高性能的鈣鈦礦太陽能電池。
Solution‐Processed Laminated Perovskite Layers for High‐Performance Solar Cells
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201903330
4. 韓禮元&楊旭東Joule: 高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池組件
高效光電轉(zhuǎn)換的操作穩(wěn)定性對(duì)于鈣鈦礦裝置的大規(guī)模應(yīng)用的成功至關(guān)重要。由于鈣鈦礦的固有弱結(jié)構(gòu),碘化物代表最易揮發(fā)的成分,并且其擴(kuò)散可引起不可逆的降解,這對(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的鈣鈦礦組件提出巨大挑戰(zhàn)。
上海交通大學(xué)楊旭東教授、韓禮元教授報(bào)道了一種低溫處理策略,通過設(shè)計(jì)低維擴(kuò)散阻擋層來提高高效鈣鈦礦太陽能組件的操作穩(wěn)定性,將不需要的離子界面擴(kuò)散減少103-107倍。最終獲得了穩(wěn)定高效的鈣鈦礦太陽能組件,超過15%,其面積為36 cm2。在85°C加熱1,000小時(shí)后保持95%以上的初始效率,在AM 1.5 G中測(cè)試1,000小時(shí)后保持91%。該研究結(jié)果為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的鈣鈦礦太陽能電池組件提供了有效的策略。
Efficient Perovskite Solar Cell Modules with High Stability Enabled by Iodide Diffusion Barriers
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119303745
5. Adv. Sci.: 全小分子喲!最高效率三元有機(jī)太陽能電池
由于單分散,易于純化和可忽略的批次間差異的明顯優(yōu)勢(shì),厚膜全小分子(ASM)有機(jī)太陽能電池(OSC)可用于印刷技術(shù)的大規(guī)模制造。然而,ASM OSC通常受形態(tài)方面的限制,以實(shí)現(xiàn)高效率并同時(shí)保持厚膜。結(jié)晶度,域尺寸和相分離到合適的水平是極具挑戰(zhàn)性的。重慶綠色智能技術(shù)研究院Zhipeng Kan,Shirong Lu和香港理工大學(xué)Gang Li等人苯并二噻吩三噻吩繞二苯胺(BTR)(成功用于厚膜OSC的小分子供體)即BTR-OH的衍生物被合成,具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和吸收但相對(duì)于BTR具有較低的結(jié)晶度,并且用作構(gòu)建BTR的第三組分:BTR-OH:PC71BM三元器件。
在約300 nm的OSC中成功獲得10.14%的效率和74.2%的填充因子,其優(yōu)于BTR:PC71BM和BTR-OH:PC71BM。并且是厚膜ASM OSC的最高值。性能增強(qiáng)源于增強(qiáng)的吸收,抑制的雙分子/阱輔助復(fù)合,改進(jìn)的電荷提取,優(yōu)化的域尺寸和合適的結(jié)晶度。這些發(fā)現(xiàn)表明,具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu)但結(jié)晶度不同的供體衍生物為高性能三元ASM OSC提供了指導(dǎo)。
Tang, H., Xu, T., Yan, C., Gao, J., Yin, H., Lv, J., Singh, R., Kumar, M., Duan, T., Kan, Z., Lu, S., Li, G., Donor Derivative Incorporation: An Effective Strategy toward High Performance All‐Small‐Molecule Ternary Organic Solar Cells. Adv. Sci. 2019, 1901613.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201901613
6. 武漢大學(xué)EES: 基于有機(jī)太陽能電池逐層刮涂法:合理控制垂直分層,實(shí)現(xiàn)高性能
在有機(jī)太陽能電池(OSC)中,本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)溶液處理策略有效地提供了納米級(jí)相分離形態(tài),有助于分離庫侖束縛激子并促進(jìn)電荷運(yùn)輸和提取。與逐層(LbL)方法的應(yīng)用相比,BHJ旋涂技術(shù)在評(píng)估光伏材料的性能和實(shí)現(xiàn)更高效的光電轉(zhuǎn)換方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。武漢大學(xué)Jie Min團(tuán)隊(duì)通過刮刀涂布技術(shù)進(jìn)一步比較了BHJ和LbL加工策略,因?yàn)樗且环N卷對(duì)卷兼容的高通量薄膜制造路線。系統(tǒng)地評(píng)估了多個(gè)目標(biāo)參數(shù),包括形態(tài)特征,光學(xué)模擬,物理動(dòng)力學(xué),器件效率和混合穩(wěn)定性問題。
研究結(jié)果,更正了舊理解,例如BHJ加工方法優(yōu)于LbL技術(shù)用于制備高性能OSC,LbL方法需要正交溶劑和具有特殊溶解度的供體/受體材料。研究表明,LbL葉片涂層方法是一種有前途的策略,可有效降低OSC的效率和穩(wěn)定性差距,甚至可以替代商業(yè)應(yīng)用中的BHJ方法。
A multi-objective optimization-based layer-by-layer blade-coating approach for organic solar cells: rational control of vertical stratification for high performance
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee02295c#!divAbstract
7. 麻省理工學(xué)院Joule: 光伏發(fā)電效率的價(jià)值
麻省理工學(xué)院Ian Marius Peters團(tuán)隊(duì)通過分析平準(zhǔn)化電力成本(LCOE)對(duì)制造成本和效率的相互依賴性,引入效率值(VOE),一個(gè)定義創(chuàng)新允許成本的度量。從歷史上看,VOE價(jià)值已經(jīng)迅速下降,未來將進(jìn)一步下降。此外,住宅和公用設(shè)施的VOE值匯總在不同的水平,表明這些細(xì)分市場(chǎng)的多樣化程度更高。VOE的地方差異表明,區(qū)域市場(chǎng)多樣化。
在某些國家,像n型單晶PERC硅太陽能電池這樣的先進(jìn)概念在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)于多晶硅太陽能電池,但在包括中國和印度在內(nèi)的其他國家可能差強(qiáng)人意。研究人員將分析擴(kuò)展到串聯(lián)光伏發(fā)電,確認(rèn)了其有可能改善住宅應(yīng)用的LCOE,但預(yù)計(jì)公用事業(yè)市場(chǎng)將面臨挑戰(zhàn)。最后,探討了退化的不利影響,并表明競(jìng)爭(zhēng)較低的LCOE需要匹配既定技術(shù)的降解率。
The Value of Efficiency in Photovoltaics, Joule, 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435119303721
8. AM: 效率超過20%!室內(nèi)應(yīng)用的1 cm2有機(jī)光伏電池
有機(jī)光伏(OPV)技術(shù)具有通過低成本的卷對(duì)生產(chǎn)在柔性基底上制造更大面積和更輕的太陽能電池板的優(yōu)點(diǎn)。最近,隨著效率的迅速增加,OPV電池取得了許多重大進(jìn)展。然而,使用OPV模塊的大型太陽能發(fā)電仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn),例如設(shè)備穩(wěn)定性。
中科院化學(xué)所侯劍輝和Haifeng Yao團(tuán)隊(duì)研究了OPV電池在室內(nèi)光環(huán)境中的應(yīng)用。通過優(yōu)化有源層以與室內(nèi)光源良好匹配,制造出1cm2的OPV器件,并且在1000lux發(fā)光二極管(2700 K)照明下,最高效率為22%。此外,該裝置在連續(xù)室內(nèi)光照下顯示出更好的穩(wěn)定性。結(jié)果表明,設(shè)計(jì)寬帶隙活性材料以滿足室內(nèi)OPV電池的要求具有實(shí)現(xiàn)更高光伏性能的巨大潛力。
1 cm2 Organic Photovoltaic Cells for Indoor Application with over 20% Efficiency
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904512
9. 暨南大學(xué)Nano Energy: 刮涂大面積制備2D-3D的Sn-Pb混合鈣鈦礦電池
基于混合錫鉛(Sn-Pb)鹵化物鈣鈦礦的低帶隙光伏吸收層為制造高效的多結(jié)太陽能電池提供了有希望的機(jī)會(huì)。然而,目前的Sn-Pb混合鈣鈦礦太陽能電池(PSC)主要采用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的旋涂制備,極大地阻礙了其在大面積器件制造中的應(yīng)用。暨南大學(xué)的麥耀華和Fei Guo團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種簡單而可擴(kuò)展的方法,通過一步刮涂沉積致密和均勻的Sn-Pb混合鈣鈦礦薄膜。
通過對(duì)新涂覆的前體膜進(jìn)行抽真空,然后進(jìn)行退火處理,可以容易地制備具有不同Sn-Pb比的高質(zhì)量鈣鈦礦膜。通過使用苯乙基溴化銨(PEABr)的表面缺陷鈍化實(shí)現(xiàn)了器件性能的進(jìn)一步提高。發(fā)現(xiàn)在3D塊狀鈣鈦礦上形成薄的2D RP鈣鈦礦層顯著抑制了電荷復(fù)合。因此,太陽能電池的開路電壓(VOC)(Eg = 1.35 eV)從0.71 V明顯提升至0.78 V,獲得超過15%的高效率。此外,由于2D鈣鈦礦蓋層的保護(hù)屏障,觀察到放置和水分穩(wěn)定性得到顯著改善。
2D-3d heterostructure enables scalable coating of efficient low-bandgap Sn–Pb mixed perovskite solar cells, Nano Energy, 2019
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104098
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519308055
10. 電子科技大學(xué)Nano Energy: 20.88%效率!離子層誘導(dǎo)同質(zhì)結(jié)鈣鈦礦
有機(jī)-無機(jī)鹵化物鈣鈦礦表面和晶界處的欠配位離子缺陷總是通過靜電力吸引和捕獲自由載流子,加速缺陷空位通道的離子遷移,明顯限制了鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的電荷提取效率和內(nèi)在穩(wěn)定性。
電子科技大學(xué)Chunyang Jia課題組提出了一種新的離子層誘導(dǎo)同質(zhì)結(jié)鈣鈦礦的策略,增強(qiáng)了內(nèi)建電場(chǎng)(Ebi),以進(jìn)一步減少陷阱復(fù)合并抑制離子遷移,從而提高PSC的效率和內(nèi)在穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)和理論證明,吸附的陽離子和陰離子不僅會(huì)使得邊界分布和增強(qiáng)Ebi,還會(huì)通過額外的離子相互作用增加界面離子空位遷移勢(shì)壘。組裝的電池效率可達(dá)20.88%,以及具有高穩(wěn)定性。
Ionic selective contact controls the charge accumulation for efficient and intrinsic stable planar homo-junction perovskite solar cells, Nano Energy, 2019
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104098
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519308055
11. 武漢理工&南京理工ACS Energy Lett.: 13.9%效率! 低結(jié)構(gòu)有序性的三元非富勒烯太陽能電池
聚合物供體和非富勒烯受體(NFA)之間的相分離不充分,具有低結(jié)構(gòu)有序性,破壞了有效的電荷傳輸并增加了電荷復(fù)合,因此限制了有機(jī)太陽能電池(OSC)的最大可實(shí)現(xiàn)的效率。
武漢理工大學(xué)Tao Wang和南京理工大學(xué)Weihua Tang團(tuán)隊(duì)將 NFA IT-M已作為第三組分添加到PBDB-T:m-INPOIC OSC中,并顯示有效調(diào)節(jié)供體和受體分子之間的相分離,盡管三元體系中的所有組分都表現(xiàn)出低結(jié)構(gòu)有序性。將10 wt%IT-M摻入PBDB-T:m-INPOIC二元主體共混物中可明顯增加相分離的長度范圍,產(chǎn)生增加和平衡電荷傳輸?shù)倪B續(xù)途徑。這導(dǎo)致光伏性能從二元電池的12.8%增加到三元的13.9%。這項(xiàng)工作突出了三元組分在控制高性能OSC活性層形態(tài)方面的有益作用。
13.9% Efficiency Ternary Nonfullerene Solar Cells Featuring Low-structural Order, ACS Energy Letters, 2019
DOI: 10.1021/acsenergylett.9b01630
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.9b01630
12. Nano Lett.: 2D / 3D異質(zhì)結(jié)的界面工程助力高性能鈣鈦礦太陽能電池
近年來,基于二維/三維(2D/3D)結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池因其良好的光伏性能和穩(wěn)定性而備受關(guān)注。但是,對(duì)于2D/3D異質(zhì)結(jié)的界面機(jī)理,例如2D/3D異質(zhì)結(jié)的配體化學(xué)依賴性及其對(duì)電荷收集和最終光伏結(jié)果的影響,還沒有得到充分的理解。近日,陜西師范大學(xué)Kui Zhao研究團(tuán)隊(duì)證明了在2D覆蓋層內(nèi)量子阱(QW)的基礎(chǔ)3D相模板生長。這進(jìn)一步受到間隔層氟化作用和成分工程在厚度分布和方向上的影響。
在二維/三維異質(zhì)結(jié)中,較好的QW對(duì)準(zhǔn)和較快速的電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)可以提高電荷遷移率和較低的電荷復(fù)合損耗,這在很大程度上解釋了太陽能電池在電荷收集和開路電壓(VOC)方面的改善。研究人員獲得功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)為21.15%的二維/三維太陽能電池,顯著高于三維太陽能電池(19.02%)。這項(xiàng)工作通過配體化學(xué)和QW層的合成工程,提供了界面工程如何影響理想的二維/三維分層膜的電子性能和器件性能的關(guān)鍵信息。
Niu, T. Zhao, K. et al. Interfacial engineering at the 2D/3D heterojunction for high-performance perovskite solar cells. Nano Lett. 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b02781
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b02781
13. AFM: 用于高效錫基鈣鈦礦太陽能電池的苯并二噻吩空穴傳輸材料
開發(fā)高效的界面空穴傳輸材料(HTM)對(duì)于獲得高性能無鉛Sn基鹵化鈣鈦礦太陽能電池(PSC)至關(guān)重要。近日,臺(tái)灣國立中央大學(xué)Ming-Chou Chen聯(lián)手美國西北大學(xué)Tobin J. Marks、Mercouri G. Kanatzidis報(bào)道了一系列基于苯并二噻吩(BDT)的有機(jī)小分子,其含有通過簡單且可擴(kuò)展的合成途徑制備的四 - 和三 - 三苯胺供體。
兩種基于BDT的分子的熱,光學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)顯示出在結(jié)構(gòu)上和能量上適合用作基于Sn的PSC的HTM。 據(jù)報(bào)道,使用基于BDT的HTM的乙二胺/甲脒碘化錫太陽能電池提供高達(dá)7.59%的冠軍功率轉(zhuǎn)換效率,優(yōu)于使用傳統(tǒng)且昂貴的HTM的類似參考太陽能電池。 因此,這些基于BDT的分子作為用于制造高性能Sn基PSC的HTM是有希望的候選者。
Vegiraju, S. Marks, T. J. Chen, M.-C. Kanatzidis, M. G. et al. Benzodithiophene Hole‐Transporting Materials for Efficient Tin‐Based Perovskite Solar Cells. Nano Lett. 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201905393
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201905393
14. 上海交大JMCA: 雙側(cè)鈍化層制備高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池
基于NiOx的鈣鈦礦太陽能電池(PSC)近年來引起了極大的關(guān)注并取得了顯著的進(jìn)步。界面工程一直是提高具有較大開路電壓(VOC)和短路電流密度(JSC)的PSC性能的有前途的途徑。近日,上海交大Hong Liu、Wenzhong Shen研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種通過在鈣鈦礦層和電荷傳輸層之間分別通過雙側(cè)聚苯乙烯層來改善PSC性能的方法。
鈣鈦礦層的頂部和底部表面被超薄雙邊聚苯乙烯層鈍化和保護(hù),這導(dǎo)致具有較大鈣鈦礦晶粒尺寸,較少界面缺陷和抑制電荷復(fù)合的高效器件。結(jié)果,在沒有滯后的情況下實(shí)現(xiàn)了19.99%的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE),并且VOC高達(dá)1.149V,這是迄今為止基于純CH3NH3PbI3的p-i-n PSC的最佳結(jié)果。此外,這些器件還顯示出改善的長期穩(wěn)定性。該研究為設(shè)計(jì)和制備高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池提供了強(qiáng)有力的策略。
Wang, T. Liu, H. Shen, W. et al. Highly efficient and stable perovskite solar cells via bilateral passivation layers. JMCA 2019.
DOI: 10.1039/C9TA08084H
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta08084h
15. JMCA: 前驅(qū)體工程一步溶液沉積CsPbBr3助力高效的全無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池
全無機(jī)CsPbBr3鈣鈦礦太陽能電池(PSC)由于其出色的穩(wěn)定性而受到極大的關(guān)注,特別是在高溫高濕環(huán)境下。由于CsBr在大多數(shù)常見溶劑中的低溶解度限制了其性能,通過方便的一步溶液方法制備具有足夠厚度的高質(zhì)量CsPbBr3薄膜仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。近日,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)Huashang Rao、Xinhua Zhong開發(fā)了一種新的前驅(qū)工程策略:使用醋酸銫(CsAc)和離子液體乙酸甲銨(MAAc),將CsPbBr3前體溶液的濃度提高到1.0M,并提出均勻和高覆蓋率的CsPbBr3薄膜大小的晶粒。
這種高質(zhì)量CsPbBr3薄膜的機(jī)制主要是由于MAAc定制了結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。相應(yīng)地,在所得的PSC中實(shí)現(xiàn)了高的光捕獲能力和抑制的陷阱態(tài)相關(guān)的電荷復(fù)合。CsPbBr3 PSC的冠軍效率達(dá)到7.37%(JSC = 7.40 mA cm-2,VOC = 1.22 V,F(xiàn)F = 0.841)。該裝置還具有良好的穩(wěn)定性,在相對(duì)濕度為30-35%的環(huán)境氣氛下,在1500小時(shí)內(nèi)具有可忽略的衰減。
Huang, D. Rao, H. Zhong, X. et al. One-step solution deposition of CsPbBr3 based on precursor engineering for efficient all-inorganic perovskite solar cells. JMCA 2019.
DOI: 10.1039/C9TA08465G
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta08465g
16. JMCA: CsI摻一下PEDOT:PSS,反向平面鈣鈦礦太陽能電池性能更佳
PEDOT:PSS廣泛用于鈣鈦礦太陽能電池(PSC),是最受歡迎的空穴傳輸層(HTL)。然而,與傳統(tǒng)的平面PSC(壓區(qū))相比,基于PEDOT:PSS HTL的反向平面PSC通常表現(xiàn)出高達(dá)200 mV的電壓損耗。近日,西南大學(xué)Fei Wu、Linna Zhu聯(lián)合香港大學(xué)He Yan通過碘化銫(CsI)摻雜PEDOT:PSS的界面工程策略,減少電壓損失并實(shí)現(xiàn)高效的倒置PSC。
研究表明,CsI通過與PbI2反應(yīng)形成CsPbI3來改變PEDOT:PSS和鈣鈦礦之間的界面,從而促進(jìn)界面接觸和電荷傳輸。此外,在CsI-修飾(CsI-PEDOT:PSS)之后,PEDOT:PSS的空穴傳輸性質(zhì)和空穴提取得到增強(qiáng),而能級(jí)更有利并且電荷復(fù)合得到抑制。重要的是,與原始PEDOT:PSS相比,它遭受大的非輻射復(fù)合損耗(0.375 V),CsI-PEDOT:PSS使器件實(shí)現(xiàn)了令人印象深刻的低非輻射電壓損耗(僅0.287 V)。因此,使用CsI-PEDOT:PSS的反向PSC顯示出小的電壓損失并實(shí)現(xiàn)高VOC(1.084 V),最高的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)為20.22%,并且沒有滯后現(xiàn)象,而沒有CsI的空白組的效率僅為16.57%。
Wu, F. Zhu, L. Yan, H. et al. Inverted Planar Perovskite Solar Cells with Efficiency beyond 20 % and Small Energy Loss by CsI-Doped PEDOT:PSS. JMCA 2019.
DOI: 10.1039/C9TA08995K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta08995k