电解掺杂提高了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性

来源：钙钛矿材料和器件发布时间：2025-09-08 14:51:49

阻碍钙钛矿太阳能电池的持续挑战之一在于其空穴传输层(HTL)的制备方式。传统上，Spiro-OMeTAD或 PTAA 等有机半导体使用双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂(LiTFSI)等添加剂进行“掺杂”。虽然这个过程有效，但它远非理想：它依赖于空气中缓慢且不可预测的氧化反应，而剩余的锂离子成为长期不稳定的隐藏罪魁祸首，在器件内部迁移并最终降低器件性能。

为了克服这些缺点，华北电力大学和北京怀柔实验室的研究人员开发了一种新策略，他们称之为电解掺杂。它们不依赖环境化学成分，而是直接施加电偏置，使半导体能够在阳极表面以清洁、受控的方式被氧化。同时，多余的锂离子在阴极被还原并有效去除。结果是双重好处—精确掺杂的有机半导体和消除破坏稳定性的移动锂离子。当集成到钙钛矿太阳能电池中时，其结果令人印象深刻。采用常规n-i-p结构的电解螺(Spiro)，器件实现了26.16%的功率转换效率。在电解PTAA的倒置架构中，它们达到了25.57%。同样重要的是，这些器件被证明非常稳定，即使在连续单太阳光照下1400小时后仍能保持其初始效率的90%
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