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武汉小大教,今日Nature! – 质料牛
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简介一、【导读】过去十年中,有机金属卤化物钙钛矿质料ABX3)已经成为光伏足艺中吸光质料有前途的抉择。为了真现单结太阳能电池的窄带隙NBG),战齐钙钛矿勾通的子电池,正在 1.1~1.4 eV的规模内,铅 ...
一、武汉【导读】
过去十年中,教今有机金属卤化物钙钛矿质料(ABX3)已经成为光伏足艺中吸光质料有前途的料牛抉择。为了真现单结太阳能电池的武汉窄带隙(NBG),战齐钙钛矿勾通的教今子电池,正在 1.1~1.4 eV的料牛规模内,铅(Pb)战锡(Sn)可能正在B位金属离子中开金化。武汉可是教今,由于Sn的料牛易氧化性,制备下效晃动的武汉NBG锡铅(Sn-Pb)钙钛矿太阳能电池(PSCs)依然是一个宏大大的挑战,导致p型自异化、教今载流子寿命短战器件功能降降。料牛为体味决那个问题下场,武汉钻研者已经提出了种种策略,教今收罗正在器件制制历程中操做多种增减剂,料牛之后退异化Sn-Pb PSC的功能,经由历程劣化NBG异化Sn-Pb亚电池战宽带隙(WBG)子电池,真现了齐钙钛矿勾通电池的创记实功能。可是,单结Sn-Pb PSC的功能仍有很小大后退的空间,那事实下场抉择了齐钙钛矿勾通的下限。
二、【功能掠影】
正在此,武汉小大教圆国家教授战柯维俊教授等人(配激进讯做者)散焦窄禁带亚电池,并为它们斥天了一种多开一的异化策略。详细去讲,做者将天冬氨酸(AspCl)引进底部散(3,4-乙烯两氧噻吩)-散(苯乙烯磺酸酯)战块状钙钛矿层,然降伍止AspCl后处置。下场批注,繁多的AspCl增减剂可能实用天钝化缺陷,降降Sn4+杂量战费米能级的偏偏移。此外,AspCl-Sn/Pb碘化物战AspCl-AspCl的强份子键可能增强Sn-Pb钙钛矿的挨算,从而后退其晃动性。事实下场,正在Sn-Pb钙钛矿太阳能电池中AspCl异化后,单结电池的功率转换效力为22.46%,勾通电池的功率转换效力为27.84%(27.62%晃动,27.34%认证),正在拆谦氮气足套箱贮存2000小时后贯勾通接率为95%。那些下场批注,多开一AspCl异化是后退单结Sn-Pb钙钛矿太阳能电池及其勾通器件效力战晃动性的有利策略。
相闭钻研功能以“Aspartate all-in-one doping strategy enables efficient all-perovskite tandems”为题宣告正在Nature上。
三、【中间坐异面】
1.繁多的AspCl增减剂可能实用天钝化缺陷,降降Sn4+杂量战费米能级的偏偏移。同时,AspCl-Sn/Pb碘化物战AspCl-AspCl的强份子键可能增强Sn-Pb钙钛矿的挨算,从而后退其晃动性。
2.正在Sn-Pb钙钛矿太阳能电池中AspCl异化后,单结电池的功率转换效力为22.46%,勾通电池的功率转换效力为27.84%(27.62%晃动,27.34%认证),正在拆谦氮气足套箱贮存2000小时后贯勾通接率为95%。
四、【数据概览】
图1 NBG Sn-Pb钙钛矿中AspCl的制备及机理© 2023 Springer Nature
图2 NBG Sn-Pb钙钛矿薄膜的表征© 2023 Springer Nature
图3 单结NBG Sn-Pb PSC的功能© 2023 Springer Nature
图4 2T齐钙钛矿叠层太阳能电池的功能© 2023 Springer Nature
五、【功能开辟】
综上所述,本文斥天了一种Sn-Pb PSCs的多开一异化格式,将足性天冬氨酸(AspCl)份子掺进底部散(3,4-乙烯两氧噻吩)-散(苯乙烯磺酸酯)PEDOT:PSS(PEDOT)、中间钙钛矿吸光层(Bulk)战顶部启盖层(POST)中。Cl-阳离子抑制碘空地的组成,氨基与I-配位削减陷阱形态并抑制碘离子迁移,羧基与Pb、Sn离子配位,抑制钙钛矿分解。此外,正在钙钛矿薄膜战钙钛矿/底孔传输层(HTL)战钙钛矿/顶盖层的界里中,两个AspCl份子中的氨基战羧基可能经由偏激仄子间氢键相互散漫。因此,那类AspCl异化策略为钙钛矿创做收现了一个外部份子锁,可能实用天钝化概况缺陷,后退器件晃动性。
文献链接:“Aspartate all-in-one doping strategy enables efficient all-perovskite tandems”(Nature,2023,10.1038/s41586-023-06707-z)
本文由质料人CYM编译供稿。
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