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认证效率22.72%@24cm² 单晶TiO2纳米颗粒助力稳定高效钙钛矿模块

 更新时间:2023-04-26 点击量:382

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主要内容

钙钛矿太阳能电池在功率转换效率方面取得了显著进步,但与其他薄膜太阳能电池相比,从单个小尺寸器件到大面积组件,同时保持其商业竞争力仍然是一个挑战。主要的障碍包括降低电子传输层的电阻损耗和固有缺陷,以及可靠地制备高质量大面积钙钛矿薄膜。

在这篇文章中,瑞士联邦理工学院Paul J. Dyson&Nazeeruddin团队、华北电力Songyuan Dai团队、西安交通大学Guanjun Yang团队报告了一种简单的 Solvothermal 方法来合成具有暴露(001)晶面的单晶TiO2菱形纳米颗粒。由于其低晶格失配和与钙钛矿吸收体的高亲和力,高电子迁移率和低缺陷密度,基于单晶TiO2纳米颗粒的小尺寸器件效率为24.05%,填充因子为84.7%。在连续运行1400小时后,器件仍保持90%左右的初始性能。团队制作的大面积模块获得了22.72%的认证效率,有效面积接近24cm²,且在放大时效率损失降低。

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图1:TiO2基于ETL的电子迁移率和TiO2/钙钛矿界面缺陷密度对FF损耗的影响


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图2:单晶TiO2纳米颗粒的形貌和表征


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图3:基于NP和sc器件的光伏性能比较及表征


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图4:基于NP和SC衬底的钙钛矿薄膜界面电荷转移动力学


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图5:模块的架构和性能以及小型设备稳定性

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文献信息

Single-crystalline TiO2 nanoparticles for stable and efficient perovskite modules

Yong Ding, Bin Ding, Hiroyuki Kanda, Onovbaramwen Jennifer Usiobo, Thibaut Gallet, Zhenhai Yang, Yan Liu, Hao Huang, Jiang Sheng, Cheng Liu, Yi Yang, Valentin Ianis Emmanuel Queloz, Xianfu Zhang, Jean-Nicolas Audinot, Alex Redinger, Wei Dang, Edoardo Mosconic, Wen Luo, Filippo De Angelis, Mingkui Wang, Patrick Dörflinger, Melina Armer, Valentin Schmid, Rui Wang, Keith G. Brooks, Jihuai Wu, Vladimir Dyakonov, Guanjun Yang, Songyuan Dai, Paul J. Dyson & Mohammad Khaja Nazeeruddin


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