科研專欄 / ENLITECH
作者：陜西師范大學(xué)劉生忠課題組團(tuán)隊(duì)
DOI: abs/10.1002/aenm.202103007
Advanced Energy Materials (IF 29.368) 于2021年11月發(fā)表一項(xiàng)研究成果。研究團(tuán)隊(duì)透過多維異質(zhì)結(jié)構(gòu)的自發(fā)構(gòu)建，增強(qiáng)無機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的空穴提取，并達(dá)成超過 20% 的效率。
因?yàn)閮?yōu)異的光電性能、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，基于 CsPbI3−xBrx 的無機(jī)鈣鈦礦已成為明星光伏材料。但是，如果想進(jìn)一步提高器件性能，非輻射復(fù)合導(dǎo)致的顯著能量損失已成為的主要障礙。
在此研究中，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種在室溫下自發(fā)形成的 2D/3D 多維結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，在 CsPbI3−xBrx 頂部形成的 Ruddlesden-Popper 2D（n = 1）鈣鈦礦在以下 3 個(gè)方面發(fā)揮作用：
介導(dǎo)載流子傳輸
維持納秒級(jí)長(zhǎng)壽命電荷分離狀態(tài)
提高載流子注入空穴傳輸層的效率，從而提高空穴提取效率和大大減少了嚴(yán)重的界面非輻射電荷復(fù)合
此外，未配位的 Pb2+ 被有效鈍化，讓鈣鈦礦薄膜內(nèi)的表面陷阱密度顯著降低，并延長(zhǎng)電荷壽命。
研究團(tuán)隊(duì)通過使用光焱科技太陽(yáng)光模擬器對(duì)太陽(yáng)能電池的光伏特性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：上述組合將太陽(yáng)能電池效率從 19.05% 提高到 20.31%，開路電壓從 1.17 V 提高到 1.23 V，而能量損失從 0.54 eV 降低到 0.49 eV。光焱科技的太陽(yáng)光模擬器與 KA-6000 軟件，同時(shí)也提供了短路電流對(duì)時(shí)間變化的監(jiān)控，以證明太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定，優(yōu)化后的太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出更好的長(zhǎng)期熱穩(wěn)定性。
圖表解析
J-V曲線：不同 MOPEABr 量的 CsPbI3−xBrx 太陽(yáng)能電池。這些曲線是在 100 mA cm-²太陽(yáng)光模擬器照明下記錄的，孔徑面積為 0.09 cm²。
本文關(guān)鍵詞：
無機(jī)鈣鈦礦、inorganic perovskite、 organic-free perovskite、太陽(yáng)光模擬器、 solar simulator、量子效率 、quantum efficiency 、sun simulator
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