化学所在高效稳定的钙钛矿太阳能电池研究中取得进展

2024年05月15日 14:00:58 人气: 321 来源: 中国科学院化学研究所

　　钙钛矿材料光电性能优异，具有吸收系数高、光电特性可调、双极性输送能力优异的特点，同时兼具材料用量少、组件价格低廉、投资成本低的优点，这使钙钛矿光伏在应用场景上更有潜力。钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)作为一种前景广阔的光伏技术受到广泛研究，其中载流子的提取和转移对器件性能至关重要。

　　中国科学院化学研究所有机固体院重点实验室李永舫/孟磊团队近年来在钙钛矿太阳能电池的研究中不断取得进展。近日，该团队提出了局部氧化修饰(LOE)策略，通过在纳米SnO2电子传输层中添加氧化剂来有效控制和维持SnO2的适当氧化状态，从而实现对电子传输层(ETL)的精细调控。研究人员使用铬酸铵作为氧化剂，补偿多余的氧空位，并产生p型半导体Cr2O3超薄层作为局部域的还原产物。形成的Cr2O3/SnO2纳米p-n结有利于电荷的提取，减少了钙钛矿活性层在埋底界面处的非辐射复合。此外，无机盐的加入调节了SnO2纳米晶体的排布，形成了Cr2O3晶域，改善了晶格匹配，从而实现了α-FAPbI3晶体的垂直外延生长。具有Cr2O3/SnO2 ETL的α-FAPbI3基钙钛矿太阳能电池实现了25.72%的PCE，在连续1个太阳光照下，达到T90>700h的工作稳定性。该研究提出的LOE策略可用于对ETL和pero-SCs的光伏性能进行进一步实验和理论研究。

　　相关研究成果发表在《德国应用化学》上。

Cr2O3/SnO2薄膜的电导率、电子传输示意图、能级图以及平均静电势等

关键词：钙钛矿太阳能电池

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