AFM:均质BN/钙钛矿异质结构:纳米级散热路径助力稳定钙钛矿太阳能电池

来源:知光谷发布时间:2025-09-01 10:54:22

钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为一种低成本、高性能的光伏技术,但其使用寿命仍不足,尤其在高温条件下。本文华东理工大学杨双、侯宇和上海大学郑祎初等人展示了一种散热型氮化硼(BN)/钙钛矿异质结构,可在工作条件下有效降低器件温度。研究表明,经磷酸三甲酯(TP)功能化的BN可均匀分散在钙钛矿晶界周围,同时降低陷阱密度并提高热导率。有限元分析显示,BN纳米片可作为局部散热路径,快速将热量导向外部环境。该热管理策略可在1个太阳光照下将器件工作温度从34.6°C降至21.7°C,并使太阳能电池在85°C模拟AM 1.5G照射下运行2640小时后仍保持95%以上的效率。

文章亮点:

TP功能化BN显著提升热管理能力:

通过酯辅助球磨法制备的TP-BN(BN-5)可均匀分散在钙钛矿薄膜中,形成纳米级散热通道,使器件工作温度降低12.9°C,热导率提升30.7%。

双重优化:散热+缺陷钝化:

BN-5不仅增强热量耗散,还通过TP与钙钛矿中未配位铅离子相互作用,降低陷阱密度,延长载流子寿命,提升器件光电性能(PCE从21.66%升至23.47%)。

极端环境下长效稳定性突破:

在85°C、1太阳光照下连续运行2640小时后,BN-5器件仍保持95%以上初始效率,而对照组仅剩63%,凸显其在高通量热应力下的卓越耐久性。



X. Liu, Q. Li, Y. Zheng, et al. “ Homogeneous BN/Perovskite Heterostructure with Nanoscale Heat-Dissipative Pathways for Stable Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e17301.

https://doi.org/10.1002/adfm.202517301


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