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科學新知:2022 ACS Energy Lett.:如何透過范德瓦爾斯堆疊來提升柔性鈣鈦礦太陽能電池之效率

  韓國成均館大學 Hyun Suk Jung與高麗大學Dong Hoe Kim等人近期於ACS Energy Letters (IF23.101) 刊登一項研究。柔性鈣鈦礦太陽能電池 (flexible perovskite solar cells, f-PSC) 由於其理想的外形尺寸、更高的耐用性、可彎曲、安裝成本低等優點,在各種應用中 (如:穿戴式電子裝置、航空等) 引起越來越多的關注。然而,f-PSC的製造工藝沒有得到優化,導致其效率不均。

  此處,研究者們報告了一種范德瓦爾斯堆疊 (van der Waals stacking, vdWS) 工藝,通過在鈣鈦礦退火過程中的均勻熱傳導,在柔性襯底上產生均勻和高度結晶的鈣鈦礦薄膜。結果發現:

  1. 1.透過真空輔助鈍化後,有效地減少了鈣鈦礦薄膜的表面和晶界缺陷;因此,f-PSC的環境和機械穩定性得到提高。
  2. 活性面積為0.14 cm2的最佳f-PSC在1000 lx和1個太陽光照下的功率轉換效率(PCEs)分別達到了41.23%和22.54%。
  3. vdWS工藝通過柔性鈣鈦礦太陽能微型模組顯示出可擴展的均勻性,在48.90 cm2的有效面積上,認證的PCE為18.35%。
The power conversion efficiencies (PCEs) of the best f-PSC
Optical analysis of ITOglass and ITOPEN substrates

ITO/玻璃和 ITO/PEN 基板的光學分析。 (a) ITO/玻璃和 ITO/PEN 基板的透射光譜。 (b) 在 ITO/玻璃和 ITO/PEN 基板上製造的 PSC 的 EQE 光譜和集成 Jsc。

J–V curves of the certified two f-PSMs in the aperture area

經過認證的兩個 f-PSM 在 (a) 25cm2 和 (b) 64 cm2 的孔徑區域中的 J–V 曲線。

本文關鍵字:柔性鈣鈦礦太陽能電池、flexible perovskite solar cell、范德瓦爾斯堆疊、van der Waals stacking

原文: https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01391

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