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刘明侦Advanced Science:钙钛矿太阳能电池中表面极性分子如何增强开路电压

 更新时间:2023-04-25 点击量:333

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主要内容

开路电压(Voc)的提高为钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能向理论极限发展提供了突破口。通过有机卤化铵盐(例如苯乙基铵离子PEA+和苯甲基铵离子PMA+)进行表面改性是抑制缺陷密度的最直接策略之一,从而提高Voc。然而,高开路电压背后的机制尚不明确。


在这篇文章中,电子科技大学刘明侦团队将极性分子PMA+应用于钙钛矿与空穴传输层之间的界面,获得了1.175 V的高Voc,与未经处理的器件相比增加了100 mV以上。结果表明,表面偶极子的等效钝化效应有效地改善了空穴准费米能级的分裂。最终,缺陷抑制和表面偶极子等效钝化效应的共同作用使Voc整体显著增强。由此产生的PSCs器件效率高达24.10%。通过表面极性分子对PSCs中高Voc的贡献来确定,极性分子可以实现更高的电压,为高效钙钛矿太阳能电池提供途径。


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图1:薄膜制备过程和表面形貌

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图2:钙钛矿薄膜的掠射广角X射线散射(GIWAXS)图像


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图3:表面结合及钝化效果的表征


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图4:器件结构及光伏性能


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图5:场效应钝化和载流子密度模拟


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文献信息

How Do Surface Polar Molecules Contribute to High Open-Circuit Voltage in Perovskite Solar Cells?

Yinyi Ma, Chengsong Zeng, Peng Zeng, Yuchao Hu, Faming Li, Zhonghao Zheng, Minchao Qin, Xinhui Lu, Mingzhen Liu


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