AFM:高效宽带隙与叠层钙钛矿太阳能电池的异质界面接触优化

来源:知光谷发布时间:2025-12-12 11:10:55

钙钛矿基叠层太阳能电池是下一代光伏技术的关键。作为核心组成部分,载流子传输层(CTL)在单结与叠层钙钛矿电池中均面临界面接触不良和载流子传输效率低等问题。

本研究香港理工大学杨光、华中科技大学傅华华、武汉大柯维俊和方国家等人提出在C60与原子层沉积(ALD)SnOx层之间插入2,4,6-三[3-(二苯基磷酰基)苯基]-1,3,5-三嗪(PO-T2T)中间层的策略,并证明其具有多重功能优势:1)PO-T2T中间层通过构建更均匀的表面电势和有利的能带对齐,重塑埋底界面,抑制界面能量无序,增强电子提取驱动力,促进载流子传输;2)PO-T2T为ALD SnOx的均匀沉积提供成核位点,抑制界面非辐射复合,从而改善异质界面接触并提升器件稳定性。

基于此策略,成功制备出高效率且稳定性增强的钙钛矿器件:单结宽带隙(1.78 eV)钙钛矿电池效率达21.1%,全钙钛矿叠层器件效率分别为双端28.5%、四端29.3%。该研究为推进钙钛矿叠层技术中的界面设计提供了一条有前景的策略。

研究亮点:

  1. 创新界面夹层设计:首次在C60与ALD‑SnOx间引入PO‑T2T超薄中间层,实现表面电势均匀化与能带对齐优化,显著提升电子提取驱动力。
  2. 多重功能协同:PO‑T2T兼具分子桥接与缺陷钝化功能,不仅改善C60与SnOx的界面接触、促进SnOx均匀成核,还降低界面非辐射复合,大幅提升器件效率与稳定性。
  3. 高效率叠层器件突破:基于该策略,宽带隙单结电池效率达21.1%,全钙钛矿双端与四端叠层电池效率分别突破28.5%与29.3%,处于领域领先水平。

H. Cui, G. Li, S. Zhou, et al. “ Improved Heterointerface Contact for Wide-Bandgap and Tandem Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e22926.

https://doi.org/10.1002/adfm.202522926


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