华南理工大学严克友教授团队针对钙钛矿电池光热稳定性差的行业难题,利用绿色配体演变策略,调控全无机窄带隙钙钛矿薄膜的成核结晶,成功制备了全球首个2端全无机钙钛矿叠层电池,85
℃光热稳定性老化测试
策略制备了带隙为1.31
eV的无机窄带隙CsPb0.4Sn0.6I3钙钛矿太阳能电池。配体演变策略实现了一箭三雕的作用,即:低温处理阶段对甲苯磺酰肼作为配体调控钙钛矿薄膜的结晶过程,高温处理时将
柔性钙钛矿基单结和串联太阳能电池的功率转换效率(PCE)已分别超过25%和29%,被认为是便携式和可穿戴光电子器件(包括建筑一体化光伏应用)的理想选择。与其他薄膜技术和主流硅技术相比,钙钛矿薄膜
可通过低温工艺和基于溶液的卷对卷制造制备,具有优异的功率重量比和高成本效益。尽管取得了这些进展,但柔性钙钛矿太阳能电池(f-PSCs)的商业化仍受到与器件配置中每一层相关的若干挑战的限制,包括钙钛矿活性层
钙钛矿(ABX3)材料的晶体组成到钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar
Cells,PSCs)商业化面临的挑战,涵盖配方设计、界面工程、薄膜制备和电池表征等一系列内容,文章排版清楚而且
:原材料丰富,核心光活性层(钙钛矿)为直接带隙半导体可通过溶液法(如旋涂、刮刀涂布)或干法(如热蒸发)
在相对低温下制备,显著降低能耗和设备成本。柔性潜力:可在柔性基底(如塑料/薄膜)上制备,为可穿
)前驱体溶液的DLS光谱。b) 钙钛矿薄膜的Pb 4f c) I 3d的XPS谱图。d) 钙钛矿薄膜SEM顶视图。从不含e) 和含f) Th的老化不同时间的前驱体溶液制备的钙钛矿薄膜XRD光谱。从
相对湿度:10-20%)。接着,将 HTL 前驱体溶液以
4000 rpm 的转速旋涂在钙钛矿薄膜上,持续 30 秒,制备空穴传输层(HTL)。最后,使用荫罩(0.1 cm²)在 3×10⁻⁴ Pa
真空条件下,通过热蒸发在 HTL 表面沉积 80 nm 银或金对电极。需要注意的是,钙钛矿薄膜和空穴传输层均在相对湿度 10-20%、温度
20-25℃的干燥空气手套箱中制备。基于两步法的正式
~
2的组件的J-V曲线。(f)有效面积为641.4cm 2的模块的J-V曲线。图5. 钙钛矿薄膜和器件的稳定性。在N2气氛中,在一个太阳照射和85
°C加热下,钙钛矿前体溶液(a)不含
(对照)和(B)含GAOA(目标)的吸收边演变。(c)对照和(d)目标钙钛矿薄膜在连续85
°C处理下的伪二维PL光谱演变(e和f)在环境温度(~25 °C和~
25%RH)下钙钛矿微晶的XRD
载流子分离对提升器件性能至关重要。与此同时,大多数光生空穴需要穿越整个钙钛矿薄膜才能到达空穴传输层(HTL)。在 n-i-p
架构中,钙钛矿薄膜沉积在 n 型 ETL 上,尤其是在使用两步法时,通常会
离子迁移和器件的化学降解。因此,提升 n-i-p 结构 PSCs 性能的关键在于对钙钛矿能级结构的精准调控。研究内容本研究引入了2-吡啶甲醛肟(PO)作为分子掺杂剂,调控 FAPbI₃ 薄膜的电离能和
”,在目前使用的各种 ETL
材料中,SnO₂因其独特的优势而脱颖而出,包括低温制备、快速电子提取能力以及其导带边缘与常用钙钛矿配方的优异能量匹配。然而,目前使用的
SnO₂层含有表面缺陷,如羟基
和氧空位,这些缺陷会在 n-i-p 型 PSCs
的溶液处理过程中阻碍高结晶度和无缺陷钙钛矿薄膜的理想生长,降低其功率转换效率(PCE)和稳定性。本文在
SnO₂薄膜上引入了多巴胺盐酸盐
针孔形成和增强大面积钙钛矿薄膜的均匀性,显著改善了WBG钙钛矿的质量。DOPS与WBG钙钛矿的相互作用有效调控了结晶过程并钝化了未配位的Pb²⁺缺陷,从而制备出均匀且高质量的WBG钙钛矿薄膜,抑制了非
附着力。这不仅抑制了非辐射复合,还提高了f-PSCs的机械稳定性。第三,采用厚度为1.4微米的超薄PET基底,将中性面转移到钙钛矿薄膜中,进一步增强了机械耐久性。基于上述策略,成功制备了轻质超薄钙钛矿
:旋涂聚(PFN)于PTAA薄膜表面,增强其亲水性以促进钙钛矿薄膜的均匀沉积。3. 钙钛矿活性层制备前驱体溶液配制:CH3NH3PbI3前驱体:混合CH3NH3I(159 mg)、PbI2(461 mg