梁超&宋延林&张懿强&李鹏伟Joule:实现低n值相和无阻碍载流子传输的高性能准二维钙钛矿太阳能电池及组件

来源:知光谷发布时间:2025-08-11 14:05:40

低n值准二维钙钛矿具有优异的稳定性,但其电荷传输效率较低。本文西安交通大学梁超、中国科学院宋延林、郑州大学张懿强和李鹏伟等人提出了一种酪氨酸(Tyr)介导的相调控策略,通过Tyr的多功能活性位点与胍盐(GA)阳离子和[PbI₄]²⁻八面体的双重配位作用(氢键和阳离子-π相互作用),选择性稳定低n相(n ≤ 3)并优化结晶过程。这一策略不仅将低n相含量提高了7倍(从5.67%增至36.72%),还增强了层间电荷耦合,使载流子扩散长度超过1 μm。最终,器件实现了22.14%的创纪录效率(认证效率20.28%),且滞后效应极小。未封装的器件在45%±5%湿度下2000小时后效率保持96%,在85°C下500小时后保持88%。此外,72.47 cm²的组件实现了20.28%的认证效率,展示了优异的可扩展性。文章亮点:

高效与稳定兼得:通过酪氨酸(Tyr)调控低n值相(n ≤ 3),同时提升准二维钙钛矿的稳定性(湿度下2000小时效率保持96%)和效率(22.14%)。

载流子传输突破:Tyr增强层间电荷耦合,载流子扩散长度超1 μm,电子迁移率提升4倍,器件滞后效应显著降低。

大规模应用潜力:72.47 cm²组件实现20.28%认证效率,为目前大面积准二维钙钛矿器件的最高纪录,展示了商业化前景。

Sihui Peng, Jin Liu, Chao Liang, Ge Chen, Yapeng Shi, Zhipeng Miao, Wenlong Liang, Ting Zhang, Yunhang Xie, Yiqiang Zhang, Yanlin Song, Pengwei Li,Achieving low-n value phases and unobstructed carrier transport toward high-performance quasi-2D perovskite solar cells and modules,Joule,2025,102079,ISSN 2542-4351,

https://doi.org/10.1016/j.joule.2025.102079.

(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435125002600)

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