Abstract:
有机无机杂化钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSCs)在经历短短十余年的发展后,其认证的最高光电转换效率(Power conversion efficiency,PCE)已经达到惊人的25.8%,足以比肩单晶硅太阳能电池。然而,PSCs在外部环境条件下(例如高温、高湿、紫外辐射等)的稳定性问题却迟迟没有得到有效的解决,严重限制了其商业化应用,成为亟待解决的难题。实际上,多晶钙钛矿薄膜在制备过程中所产生的大量晶界以及其他缺陷严重损害着PSCs的光电性能和稳定性。本研究中,具有供体-受体结构的吲哚啉染料(D131)基于添加剂工程引入钙钛矿前驱体中。研究发现,D131末端带有强负电荷的氰基丙烯酸基团可以与前驱体中的Pb~(2+)相互配位,优化结晶速度,从而减少晶界数量,提高晶体质量。同时,非挥发性的D131分子在退火后可以稳定地存在于晶界和界面处,实现了对缺陷的持续钝化效果~([1])。因此,基于D131添加剂的PSCs实现了21.38%的PCE(1 cm2面积器件的PCE为18.55%),并且未封装电池在25°C,15±5%相对湿度的条件下储存1100小时后仍可以保留其初始PCE的81%以上,表明D131染料是一种很好的钝化剂,有助于提高钙钛矿太阳能电池的光电性能。
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Year: 2023
Language: Chinese
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