科學新知：2022 Energy Environ. Sci.(IF 38.532), 高填充因子超過86%的鈣鈦礦太陽能電池！透過調控深層缺陷和電荷提取
近年鈣鈦礦太陽能電池（Perovskite solar cell，PSC）功率轉換的進展非常迅速，因而受到非常高的關注。然而，其報告中的填充因子（fill factor，FF）仍然落後於那些商業化的電池，並且缺乏對機制的全面了解。研究者們於2022年在 Energy Environ. Sci. 發表一篇研究。此處，作者們採用了簡單有效的策略，通過均勻地加入CsPbBr3晶體，將FF提高到Shockley-Queisser（S-Q）極限的96.3%（註：S-Q極限即太陽能電池使用單PN結所能達到的理論能量轉換極限，也是利用光伏電池生產太陽能其中一個最基本的原理。），這可以大大鈍化深層次的空穴缺陷，從而導致空穴遷移率大幅提高，與電子遷移率相平衡。
研究結果顯示：
1.隨著載流子提取效率的提高，非輻射複合被抑制，從而使PCE達到顯著的25.09%（認證：24.66%），FF達到創紀錄的86.9%，這是目前報導的PSC中最高的FF。
2.深入分析表明，該策略可同時減少由串聯電阻、分流電阻和非輻射複合引起的FF損耗。
這項工作提供了一個有效的策略，以促進FF接近理論極限。
具有不同CsPbBr3含量的設備的a. VOC、b. JSC、c. FF 和 d. PCE 的設備統計數據。
將本工作獲得的設備的 FF 和 PCE 與文獻報導的設備進行比較，PCE 超過 24.5%。 請注意，這些文獻中報導的 FF 值均小於 85%。
分別在沒有和有預結晶 CsPbBr3 和 PbBr2/CsBr 粉末的情況下，FAPbI3 的頂部表面 SEM 圖像和晶粒尺寸的統計分佈。
本文關鍵字：鈣鈦礦太陽能電池、Perovskite solar cell、填充因子、fill factor、Shockley-Queisser limit、空穴缺陷、hole defect
