魏展畫&謝立強AEM：降低烷基銨鈍化分子的表面反應性可實現高效鈣鈦礦太陽能電池
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鈣鈦礦太陽能電池(PSC)介面的非輻射復合是限制器件效率和穩定性的關鍵問題。最先進的表面鈍化策略通常利用烷基鹵化銨來抑制PSC的非輻射復合,但其高表面反應性導致在工作條件下轉變為二維鈣鈦礦,限制了鈍化效果和PSC的電荷傳輸PSC。
華僑大學魏展畫和謝立強等人合成了一種非鹵化物離子鹽1-萘基甲基甲酸銨(NMACOOH),用於鈣鈦礦薄膜的表面鈍化。與傳統的1-萘甲基碘化銨相比,NMACOOH處理阻礙了二維鈣鈦礦的形成,並在鈣鈦礦表面形成熱穩定的PbI2-NMACOOH加合物。
表面表徵表明,NMA+ 可以鈍化 3D 鈣鈦礦的陽離子空位,而 HCOO− 可以鈍化金屬 Pb0 和鹵化物空位缺陷。因此,PSC的非輻射復合被抑制,並獲得了 1.19 V 的高開路電壓。最終,獲得了效率高達 24.75% 和改善的長期穩定性(儲存 1800 小時后初始效率為 98%)的 PSC。此外,NMACOOH鈍化器件還表現出強大的運行穩定性,在連續1個太陽光照下工作 658 小時后仍保持 83% 的初始效率。
本研究採用 Enlitech 3A、QER666產品進行量測。
Zheng, L., Shen, L., Fang, Z., Song, P., Tian, W., Chen, J., Liu, K., Luo, Y., Xu, P., Yang, J., Tian, C., Xie, L., Wei, Z., Reducing the Surface Reactivity of Alkyl Ammonium Passivation Molecules Enables Highly Efficient Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2023, 2301066.
