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2021 Adv. Energy Mater. (IF 29.368), 2D/3D 无机钙钛矿自发构建,达成超越 20% 效率

SS-X 太阳光模拟器使效率突破成为可能!

  Advanced Energy Materials (IF 29.368) 于2021年11月发表一项研究成果。研究团队透过多维异质结构的自发构建,增强无机钙钛矿太阳能电池的空穴提取,并达成超过 20% 的效率。

  因为优异的光电性能、热稳定性和化学稳定性,基于 CsPbI3−xBrx 的无机钙钛矿已成为明星光伏材料。但是,如果想进一步提高器件性能,非辐射复合导致的显著能量损失已成为的主要障碍。

  在此研究中,研究团队开发了一种在室温下自发形成的 2D/3D 多维结构。结果表明,在 CsPbI3−xBrx 顶部形成的 Ruddlesden-Popper 2D(n = 1)钙钛矿在以下 3 个方面发挥作用:

    1. 介导载流子传输
    2. 维持纳秒级长寿命电荷分离状态
    3. 提高载流子注入空穴传输层的效率,从而提高空穴提取效率和大大减少了严重的界面非辐射电荷复合。

此外,未配位的 Pb2+ 被有效钝化,让钙钛矿薄膜内的表面陷阱密度显著降低,并延长电荷寿命。

  透过光焱科技太阳光模拟器,研究团队对太阳能电池的光伏特性进行分析。研究发现,上述组合将太阳能电池效率从 19.05% 提高到 20.31%,开路电压从 1.17 V 提高到 1.23 V,而能量损失从 0.54 eV 降低到 0.49 eV。光焱科技的太阳光模拟器与 KA-6000 软件,也同时提供了短路电流对时间变化的监控,以证明太阳能电池的稳定!因此,优化后的太阳能电池表现出更好的长期热稳定性。

2D 3D Inorganic Perovskite MOPEABr Current density
2D 3D Inorganic Perovskite MOPEABr J-V Current density
J-V曲线:不同 MOPEABr 量的 CsPbI3−xBrx  太阳能电池。 这些曲线是在 100 mA cm-2 太阳光模拟器照明下记录的,孔径面积为 0.09 cm2
2D 3D Inorganic Perovskite MOPEABr J-V Current density Jsc

关键词:无机钙钛矿、inorganic perovskite、 organic-free perovskite、太阳光模拟器、 solar simulator、量子效率 、quantum efficiency 、sun simulator

原文: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202103007

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