2022 Joule:效率達到24.25%單個PSC!雙功能策略如何調節結晶與缺陷

因精准才能頂尖!

  重點:

  • 雙功能策略已發展可用於調節結晶和缺陷
  • 單個PSC電池可實現24.25%的效率並有出色的穩定性
  • 10.4cm2的微型模塊可實現>20.5%的效率

  Joule (IF 41.248) 於2022年3月刊登一項研究。甲脒-銫 (FA-Cs) 鹵化鉛因可提升鈣鈦礦太陽能電池 (perovskite solar cell, PSC) 的穩定度,引起廣泛的關注。然而,FA-Cs鈣鈦礦的結晶通常會經歷複雜的中間相變過程。使用活性配位基團修飾Pb-I 框架的結晶調節已被證實是提升薄膜品質與器件表現的有效方法。此處研究團隊開發了一種由有機銨陽離子和二硫代氨基甲酸根陰離子組成的雙功能添加劑,具有陽離子鈍化和陰離子配位效應的協同作用,用於調節 FA-Cs 鈣鈦礦薄膜的結晶和缺陷。

  文章透過使用光焱科技的QE-R量子效率測量系統來記錄外部量子效率 (EQE) 與其他儀器協助量測。有幾點發現:

  1. 單電池的效率達到了24.25%,具有出色的操作穩定性。
  2. 在穩態光照和偏置電壓下,連續運行500 h後仍可獲得其初始狀態90%的功率輸出。
  3. 若將器件從單電池擴大到模塊後,在僅使用超低成本的激光劃片技術下, 10.4 cm2的微型模塊可達到超過20.5%的效率。

  這些結果顯示,這種雙功能策略有助於實現高效穩定的PSC和微型模塊,並為推動PSC的發展和商業化提供更多機會。

  量子效率測量系統除了用於鈣鈦礦太陽能電池的EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析,同時對於太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流,也提供了Jsc (short-circuit current density)的比對,以證明實驗的真確性!

dual-functional material formamidinium-cesium perovskite

開發了一種包含有機銨陽離子和二硫代氨基甲酸根陰離子的雙功能材料來調節甲脒-銫鈣鈦礦的結晶和缺陷。

Device efficiency characterization dual-functional

器件效率表徵。

Typical external quantum efficiency dual-functional

典型的外部量子效率 (EQE) 和控制和修改設備的積分電流密度譜。

本文關鍵字:甲脒-銫鹵化鉛、Formamidinium-cesium lead halide、鈣鈦礦太陽能電池、perovskite solar cell、雙功能、dual-functional、量子效率、Quantum Efficiency

原文:https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.02.003

Perovskite Films Solar Cells Crystal Growth Regulation solar simulator EQE test

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