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劉明偵Advanced Science:鈣鈦礦太陽能電池中表面極性分子如何增強開路電壓

 更新時間:2023-04-25 點擊量:392

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主要內容

開路電壓(Voc)的提高為鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的性能向理論極限發展提供了突破口。通過有機鹵化銨鹽(例如苯乙基銨離子PEA+和苯甲基銨離子PMA+)進行表面改性是抑制缺陷密度的最直接策略之一,從而提高Voc。然而,高開路電壓背后的機制尚不明確。


在這篇文章中,電子科技大學劉明偵團隊將極性分子PMA+應用于鈣鈦礦與空穴傳輸層之間的界面,獲得了1.175 V的高Voc,與未經處理的器件相比增加了100 mV以上。結果表明,表面偶極子的等效鈍化效應有效地改善了空穴準費米能級的分裂。最終,缺陷抑制和表面偶極子等效鈍化效應的共同作用使Voc整體顯著增強。由此產生的PSCs器件效率高達24.10%。通過表面極性分子對PSCs中高Voc的貢獻來確定,極性分子可以實現更高的電壓,為高效鈣鈦礦太陽能電池提供途徑。


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圖1:薄膜制備過程和表面形貌

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圖2:鈣鈦礦薄膜的掠射廣角X射線散射(GIWAXS)圖像


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圖3:表面結合及鈍化效果的表征


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圖4:器件結構及光伏性能


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圖5:場效應鈍化和載流子密度模擬


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文獻信息

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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