祝贺!《Advanced Science》刊发课题组在钙钛矿光伏电池领域的研究成果
发布时间:2022-08-23
钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其优异的光电特性在过去的十几年里取得了惊人的发展,但是稳定性问题仍然是其产业化的最大阻碍。封装技术可以解决水氧侵蚀造成的非本征稳定性问题,提高PSCs本征稳定性的根本是调控钙钛矿薄膜的质量。钙钛矿/基底界面对钙钛矿结晶、界面缺陷和残余应变有重要影响,是制备高质量钙钛矿薄膜的关键因素。具体地讲,常用空穴传输材料由于其超强疏水性导致亲水的钙钛矿前驱体在其表面不能很好地铺展,制备的钙钛矿薄膜粗糙且有大量孔洞;钙钛矿/基底界面存在大量缺陷,促成了离子迁移、非辐射电荷复合、迟滞以及器件不稳定;此外,钙钛矿(≈3.3–8.4 × 10−5 K−1)与基底(≈0.4–1.0 × 10−5 K−1)的热膨胀系数相差较大,导致钙钛矿薄膜从退火到冷却到室温的过程中基底的粘附限制钙钛矿收缩,在钙钛矿/基底界面处产生残余应变,导致钙钛矿晶格畸变,加速钙钛矿降解。
针对该挑战,南京邮电大学的陈润锋教授、许利刚副教授团队提出了一种新型的动态调控策略,通过使用具有长烷基链和路易斯碱基团的两亲性软分子 (ASMs) 构建的软钙钛矿/基底界面,同时解决上述三个问题,动态调控钙钛矿薄膜的形成,制备出高质量钙钛矿薄膜。通过该策略制备的反式PSCs显示出接近20%的能量转换效率,具有良好的重复性以及可忽略的迟滞现象。更令人印象深刻的是,未封装的器件表现出最先进的光照稳定性,在高温(≈65℃)下连续模拟1个太阳光照射超过6200小时,仍保持其初始效率的84%。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202202028