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科学新知:2021 Adv. Energy Mater. PCE提升至23.91%,引进新型2D层状钙钛矿

  Advanced Energy Materials (IF 29.368) 在2021年9月刊登韩国成均馆大学Hyunjung Shin等人的研究。最先进的钙钛矿太阳能电池有个缺点是吸光钙钛矿和电荷传输层之间的界面处电荷提取不足。为接近肖克利-奎瑟极限 (注:对于任何类型的单结太阳能电池所能达到理论能量转换极限),表面处理或接口工程是必需的。此篇研究中,藉由简单的溶液过程,作者在3D钙钛矿和空穴传输层之间,引进新型的2D层状钙钛矿如: CHA2PbI4 (CHAI=环己基碘化铵) CHMA2PbI4 (CHMAI=环己基甲基碘化铵),进而形成2D/3D异质结钙钛矿。

  电荷提取能力和复合,是直接由瞬态光电流和光电压测量。透过其测量显示,加入2D钙钛矿可促进有利的价带对齐与有效空穴提取,并观察到自发光致发光猝灭。另使用太阳光模拟器等仪器的实验,结果发现,与没有二维钙钛矿的器件相比,器件的界面电阻显著降低了30%。而因为开路电压 (1.0791.143V) 和填充因子 (78.22%84.25%) 的增加,拥有2D/3D钙钛矿异质结的器件,其功率转换效率 (power conversion efficiency, PCE) 20.41%提高到23.91%。本篇作者提供对于2D/3D钙钛矿异质结形成其空穴提取和高PCE的详细见解。

current density CHMAI perovskite
intensity 2 degree perovskite
device performance without and with 2D perovskite heterojunction

没有与有2D钙钛矿异质结的器件性能表现。

J-V curves FA CHAI CHMAI perovskite

基于FA (黑色)、FA/CHAI (红色) 和FA/CHMAI (蓝色) 薄膜的PSC在AM 1.5G照明下的J-V曲线。实线和虚线分别表示反向和正向扫描方向。

本文关键词:异质结、heterojunction、钙钛矿、perovskite、太阳光模拟器、Solar Simulator

原文:https://doi.org/10.1002/aenm.202102236

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