科學新知:2022 Joule, 達20.32% PCE ! 體異質結結構如何辦到

  銫基鈣鈦礦太陽能電池 (cesium-based perovskite solar cell, Cs-PSC) 的開路電壓 (open-circuit voltage, VOC) 受到鈣鈦礦層和鈣鈦礦層界面處的載流子復合的嚴重限制,原因主要來自於製造溫度的升高。為提高Cs-PSC的性能,提高鈣鈦礦薄膜的質量和優化器件結構是有效的策略。Joule (IF 41.248) 於2022年3月發表了一篇研究,文中透過建構以精確控制的空間選擇性相變方法自發形成的CsPbI3/Cs1-xDMAxPbI3 體異質結 (bulk heterojunction, BHJ) 結構顯著促進VOC

  結果發現,鈣鈦礦BHJ結構不僅通過提高內建電位促進了電荷分離和收集過程,也明顯降低載流子復合損失。重要的是,當VOC短少額為0.45V時,獲得了最大1.23 V的 VOC,且一流的功率轉換效率 (power conversion efficiency, PCE)達到20.32% (認證的PCE為19.66%)。此研究可知連結工程將成為高效鈣鈦礦器件的新策略。

cesium-based perovskite solar cell 20.23% PCE
normal XRD Intensity CsPbl3
PCE EQE Normalized TPV CsPbl3

  統整本篇研究重點:

  1. BHJ結構是有助於電荷分離與收集過程
  2. 當VOC短少額為45V時,可獲得1.23 V的最大VOC
  3. BHJ 器件實現20.32%一流的PCE (認證的PCE為19.66%)

本文關鍵字:perovskite solar cell、鈣鈦礦太陽能電池、heterojunction、體異質結、太陽光模擬器、solar simulator、sun simulator

原文: https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.02.004

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Highly efficient CsPbI3Cs1-xDMAxPbI3 bulk heterojunction perovskite solar cell

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