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Nat. Commun.:宽带隙钙钛矿p-i-n太阳能电池的开路和短路损耗

 更新时间:2023-06-07 点击量:530

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主要内容

牛津大学Henry J. Snaith教授团队通过研究表明,Voc缺陷是由钙钛矿和ETL界面处较差的能带排列引起的。另外通过漂移扩散模拟,移动离子阻碍电荷提取,可导致Jsc损失。

在这篇文章中,团队将理论和实验方法相结合,以了解和减少宽带隙Br-rich钙钛矿pin器件在开路电压(Voc)和短路电流(Jsc)条件下的损耗。内部准费米能级分裂(QFLS)和外部Voc之间的失配对这些器件是有害的。

用guanidinium-Br和imidazolium-Br修饰钙钛矿顶表面在n-界面形成低维钙钛矿相,可抑制QFLS-Voc失配,并提高Voc。同时,在p界面使用离子夹层或自组装单层可减少由移动离子在Jsc引导的推断场屏蔽,促进了电荷提取并提高了Jsc。n型和p型优化的结合能够接近钙钛矿吸收层的热力学潜力,从而产生1cm²的器件,Vocs的性能参数高达1.29 V、 填充因子超过80%,Jscs高达17mA/cm²,在85°C时,T80的热稳定性寿命超过3500h。


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研究团队使用 Setfos模拟仿真软件 证明,由于在钙钛矿界面处有更强的电场,空穴传输层增强了电荷提取。


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文献信息

Open-circuit and short-circuit loss management in wide-gap perovskite p-i-n solar cells

Pietro Caprioglio, Joel A. Smith, Robert D. J. Oliver, Akash Dasgupta, Saqlain Choudhary, Michael D. Farrar, Alexandra J. Ramadan, Yen-Hung Lin, M. Greyson Christoforo, James M. Ball, Jonas Diekmann, Jarla Thiesbrummel, Karl-Augustin Zaininger, Xinyi Shen, Michael B. Johnston, Dieter Neher, Martin Stolterfoht & Henry J. Snaith