上海交大王言博、韩礼元教授卤键构筑稳定埋底异质结助力钙钛矿电池光稳定性_SOLARZOOM光储亿家
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上海交大王言博、韩礼元教授卤键构筑稳定埋底异质结助力钙钛矿电池光稳定性
  • 2022-11-26 12:52:59
  • 浏览:6679
  • 来自:上海交通大学

金属卤化物钙钛矿太阳电池因其低成本、高效率的优势,获得了广泛的关注。然而,其使用寿命较短成为实用化的瓶颈。埋底界面是钙钛矿太阳电池受光面,持续光照下易遭到破坏。此外,埋底界面也会影响钙钛矿的晶体质量。因此,构筑高效且稳定的埋底异质结是实现长期快速电荷抽取的关键。

近日,王言博、韩礼元教授在国际高水平期刊Advanced Energy Materials发表了钙钛矿太阳电池稳定性的最新进展。王言博、韩礼元教授为论文的通讯作者,博士生张才益为第一作者。

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图1 稳定异质结构筑示意图与卤键表征

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图2光照条件下埋底界面降解的观测与稳定异质结的效果

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图3 卤键对钙钛矿晶体取向的影响

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图4反式钙钛矿太阳电池的性能

该工作观测到反式钙钛矿器件在持续光照下,其埋底界面会优先出现孔洞,从而诱发整体器件的降解。这一问题主要是由于钙钛矿下界面存在大量未配位碘离子,在强光照下易捕获光生空穴,生成碘单质。为解决这一问题,团队在埋底界面引入多种卤代苯甲酸分子。苯甲酸分子的羧基可与氧化镍空穴传输层表面羟基配位,钝化空穴传输层的同时,使得小分子牢固锚定在空穴传输层上。另一侧的卤素原子则可与未配位的碘离子形成卤键,其中4-碘-2,3,5,6-四氟苯甲酸分子形成的卤键最强,实现了未配位碘离子的高效钝化,抑制了碘单质的生成。此外,高定向的卤键可有效诱导钙钛矿晶体的取向生长,加速器件内部载流子输运。最终,基于该高效稳定的埋底异质结,封装器件在持续的1个标准太阳光照下1000小时后仍保持初始效率的91.86%,光电转换效率达到22%以上。

该项成果为钙钛矿太阳电池稳定异质结的构筑提供了新的思路,对于推进钙钛矿太阳电池稳定性发展具有重要意义。

论文链接: https://doi.org/10.1002/aenm.202203250

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关键字阅读: HJT 异质结 钙钛矿
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