新型多功能添加劑提高倒置鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所葛自義教授團隊開發(fā)出一種新型多功能添加劑，可鈍化缺陷并促進載流子傳輸，從而提高倒置鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩(wěn)定性。 PSC)。

該研究發(fā)表在《Angewandte Chemie 國際版》上。

太陽能電池因其優(yōu)異的光電性能、較低的制造成本和大面積器件制造的前景而在新一代光伏技術(shù)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。然而， PSC的商業(yè)化和實際應(yīng)用仍然受到相對較低的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)和較差的長期穩(wěn)定性的限制，這可歸因于器件的開路電壓損失和鈣鈦礦薄膜的晶體學(xué)缺陷。

為了解決這個問題，研究人員使用(4-叔丁氧基羰基哌嗪-1-基)甲基三氟硼酸鉀(PTFBK)作為鈣鈦礦前體溶液中的添加劑。PTFBK的引入可以有效鈍化鈣鈦礦薄膜中的缺陷并提高載流子的提取。

此外，多種鈍化效應(yīng)的有效結(jié)合增強了鈣鈦礦的結(jié)晶能力，從而獲得了晶粒尺寸更大的高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜。

由于PTFBK的協(xié)同效應(yīng)，獲得了高效的剛性和柔性銷釘PSC，其PCE分別為24.99%和23.48%。

此外，受益于甲脒和氟之間的氫鍵，未封裝的PTFBK改性器件在各種條件下表現(xiàn)出優(yōu)異的熱、濕度和光穩(wěn)定性，例如在85°C的充滿N2的容器中、環(huán)境條件為60°C下連續(xù)食用。%–70%相對濕度，100 mW cm-2連續(xù)照明。

所開發(fā)的柔性PSC在半徑為5毫米的5000次彎曲循環(huán)后仍能保持85%的初始PCE，表現(xiàn)出卓越的彎曲穩(wěn)定性。

這項研究為PSC和相關(guān)鈣鈦礦光伏技術(shù)的未來開發(fā)和商業(yè)化鋪平了道路。

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