黄维院士、秦天石教授、王芳芳副教授团队在Nature Communications报道“榫卯结构”钙钛矿太阳能电池

时间:2023-06-07 来源: 作者:柔性电子(未来技术)学院 摄影: 编辑:韩子旭 上传:
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近日,柔性电子(未来技术)学院黄维院士、秦天石教授、王芳芳副教授在高效稳定钙钛矿太阳能电池领域取得了重要成果,相关成果“Monolithically-grained perovskite solar cell with Mortise-Tenon structure for charge extraction balance”发表在国际权威期刊Nature Communications上。

目前,钙钛矿太阳能电池的功率转换效率不断刷新,但是仍远低于其肖克利-奎瑟(S-Q)极限最大理论效率。急需解决两个主要问题,包括钙钛矿的无序结晶和不平衡的界面电荷提取,这限制了器件效率的进一步提升。鉴于此,团队使用自聚合型添加剂N-乙烯基-2-吡咯烷酮作为钙钛矿聚合物模板,在经过常规空穴传输层(HTL)氯苯溶液旋涂工艺后,有效去除了残留在钙钛矿晶界中的杂相、形成了大尺寸钙钛矿晶粒,抑制非辐射复合。此外,钙钛矿/HTL复合薄膜形成了新型的“榫卯”(M-T)结构,为钙钛矿和HTL之间提供了更大的接触面积,有利于空穴提取,促进器件电荷提取平衡。基于钙钛矿薄膜高质量的结晶和独特的榫卯结构,光伏器件的认证效率达到了24.55%(反扫)和24.25% (正扫)。封装器件表现出了优异的稳定性,在湿度85%和温度85°C(ISOS-D-3 protocol)的条件下,加速老化1100小时后,保持了初始效率的90%以上;在温度65°C下,连续光照(ISOS-L-2 protocol)1100小时后,保持了初始效率的95%以上。

秦天石教授、黄维院士为论文的通讯作者,王芳芳副教授为论文第一作者。该工作得到了中国国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的支持。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-38926-3#Sec27

作者:柔性电子(未来技术)学院;审核:安众福


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