寬禁帶（WBG，~1.8 eV）鈣鈦礦子電池中嚴(yán)重的開路電壓（VOC）損失和鹵化物相分離問題阻礙了全鈣鈦礦疊層太陽能電池（APTSCs）的發(fā)展。盡管空穴選擇性自組裝單分子層（SAMs）的應(yīng)用顯著減少了VOC損失并抑制了鹵化物分離，但SAMs在鈣鈦礦前驅(qū)體涂覆時(shí)易從基底剝離，導(dǎo)致界面缺陷和能量損失。
本研究華東師范大學(xué)方俊鋒和上海交通大學(xué)陳昊等人提出了一種原位分子補(bǔ)償策略，通過在WBG鈣鈦礦中引入5-氨基戊酸碘化物（5-AVAI）來解決這一問題：1）5-AVAI的大偶極矩使其在鈣鈦礦沉積過程中自發(fā)富集于埋底界面，補(bǔ)償SAMs缺失位點(diǎn)，減少界面能量損失；2）5-AVAI的兩性基團(tuán)（氨基和羧基）可鈍化晶界缺陷。
最終，WBG器件實(shí)現(xiàn)了20.23%的冠軍效率和1.376 V的創(chuàng)紀(jì)錄VOC，疊層電池效率達(dá)28.9%，并在連續(xù)光照800小時(shí)后仍保持87%的初始效率。
文章亮點(diǎn)總結(jié)
原位分子補(bǔ)償：通過5-AVAI的動(dòng)態(tài)富集，有效修復(fù)SAMs在鈣鈦礦涂覆時(shí)的剝離缺陷，顯著降低界面能量損失。
雙重鈍化作用：5-AVAI的兩性基團(tuán)同步鈍化晶界缺陷，抑制鹵化物遷移，提升器件穩(wěn)定性。
性能突破：WBG子電池VOC達(dá)1.376 V（缺陷僅0.414 V），疊層電池效率28.9%，穩(wěn)定性優(yōu)異（800小時(shí)保持87%效率）。
In-situ molecular compensation in wide-bandgap perovskite for efficient all-perovskite tandem solar cells
S. Fu, N. Sun, S. Hu, H. Chen, X. Jiang, Y. Li, X. Zhu, X. Guo, W. Zhang, X. Li, A. S. Vasenko and J. Fang, Energy Environ. Sci., 2025, Accepted Manuscript , DOI: 10.1039/D5EE01369K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee01369k
學(xué)術(shù)交流QQ群
知光谷光伏器件學(xué)術(shù)QQ群：641345719
鈣鈦礦產(chǎn)教融合交流@知光谷（微信群）：需添加編輯微信
為加強(qiáng)科研合作，我們?yōu)楹?nèi)外科研人員專門開通了鈣鈦礦科創(chuàng)合作專業(yè)科研交流微信群。加微信群方式：添加編輯微信pvalley2024、pvalley2019，備注：姓名-單位-研究方向（無備注請恕不通過），由編輯審核后邀請入群。
熱門跟貼