北京大學(xué)在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池方面取得重要進(jìn)展

發(fā)布:cyqdesign 2024-04-25 20:10 閱讀:542

近日,北京大學(xué)深圳研究生院信息工程學(xué)院周航長(zhǎng)聘副教授課題組在國(guó)際綜合期刊Advanced Science上發(fā)表題為“Room Temperature Ionic Liquid Capping Layer for High Efficiency FAPbI3 Perovskite Solar Cells with Long-Term Stability”的文章,該研究使用醋酸正丁胺(BAAc)室溫沉積在鈣鈦礦層(FAPbI3)上,實(shí)現(xiàn)了24.76%的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)和高達(dá)1.19V的開(kāi)路電壓(Voc)。此外,基于BAAc薄膜的鈣鈦礦太陽(yáng)能微型組件的PCE達(dá)到20.47%,表明該方法對(duì)于制備大面積、均勻、高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜是有效的。

離子液體鹽作為鈣鈦礦前驅(qū)體溶液的添加劑時(shí),可以提高太陽(yáng)能電池的效率和穩(wěn)定性。然而,離子液體作為添加劑的成功與否高度依賴于前驅(qū)體配方和鈣鈦礦結(jié)晶過(guò)程,這給工業(yè)規(guī)模的實(shí)施帶來(lái)了挑戰(zhàn)。在本研究中,一種室溫旋涂的離子液體—醋酸正丁胺(BAAc),被證實(shí)是一種理想的鈣鈦礦(FAPbI3)薄膜鈍化劑。與其他鈍化方法相比,室溫BAAc封蓋層(BAAc RT)對(duì)FAPbI3鈣鈦礦表面缺陷的鈍化更加均勻和徹底。此外,它為空穴提取提供了更好的能級(jí)匹配。結(jié)果表明,具有BAAc封蓋層的n-i-p鈣鈦礦太陽(yáng)電池的PCE為24.76%, Voc為1.19V,Voc損耗約330mV。采用BAAc RT制備的鈣鈦礦微型組件(有效面積12cm2)的PCE達(dá)到20.47%,證明了該方法制造大面積鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的有效性和可行性。此外,BAAc鈍化層還提高了未封裝的FAPbI3鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,在室溫下相對(duì)濕度為35%的空氣環(huán)境中儲(chǔ)存時(shí),T80壽命可達(dá)3500小時(shí)。

周航為該論文通訊作者,信息工程學(xué)院博士生婁強(qiáng)為論文的第一作者,博士生陳彤,碩士生徐鑫鑫、呂雪晴、仇麗雯,博士后徐政杰以及國(guó)家納米中心周二軍研究員,香港科技大學(xué)林彥宏教授,深圳大學(xué)李貴君教授也在工作中作出了重要貢獻(xiàn)。這項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目的資助。

相關(guān)鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202400117

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personking 2024-04-26 19:48
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