锡基钙钛矿太阳能电池(TPSC)具有多种优势,包括低毒性和接近理想的带隙。然而,由于关键挑战,它们的全部潜力尚未实现。为了解决这些障碍,中国常州大学和扬州大学的研究人员重点关注了阻碍锡基钙钛矿太阳能电池性能的两个主要问题:不受控制的结晶和钙钛矿层内 Sn²⁺的快速氧化。

该团队制定了一种策略,通过在锡基钙钛矿中掺入具有多种官能团的添加剂盐酸S-苄基硫脲(SBT)来提高TPSC的性能。SBT通过与Sn2+和I−配位,可以与Sn基钙钛矿形成强相互作用,从而抑制了 Sn2+的氧化到 Sn4+,有效减缓钙钛矿结晶过程。

盐酸S-苄基硫脲(SBT)添加剂
因此,获得了致密光滑的Sn基钙钛矿薄膜,具有降低缺陷状态密度、抑制不利的p型掺杂和增强的2D/3D钙钛矿相。
冠军TPSC实现了功率转换效率(PCE)、填充因子、短路电流密度和开路电压分别为9.56%、73.09%、21.06 mA cm−2,和 0.62 V。
值得注意的是,未封装的器件在氮气气氛中表现出良好的稳定性,在室温下1500小时保持93.0%的初始PCE,在85 °C下16小时内保持86.2%的初始PCE。
这项工作为提高TPSC的性能提供了一种新的添加剂,这是开发多功能添加剂用于控制TPSC中结晶和Sn2+氧化的宝贵尝试的。
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