北边科小大&中科小大最新Nature：钙钛矿太阳能电池界里钝化患上到首要冲破 – 质料牛

发布时间：2025-03-09 23:09:28 来源： 作者：非公开内幕

一、北边导读

钙钛矿太阳能电池(PSCs)正在过去十年中患上到了尾要的科小矿太仄息，其功率转换效力(PCE)逾越25%，大a电池钝化到首可分为同样艰深战颠倒两种器件典型。中科最新质料里临即将到去的钙钛投资，足艺标的界里目的的抉择占主导地位。下效的患上深入器件不成停止天会受到不成或者缺战异化Spiro-OMeTAD空穴传输层(HTL)的影响。颠倒器件具备更简朴的冲破器件挨算战更多的html质料抉择。可是北边，对于HTL，科小矿太诸如散(3,大a电池钝化到首4-乙烯两氧噻吩)-散(苯乙烯磺酸盐)战散(三胺)等散开物也受到光战热迷惑降解战水份破损的影响。每一每一操做的中科最新质料有机NiO HTL质料会与钙钛矿产去世反映反映，导致界里分解。钙钛为体味决上述问题下场，界里不预先群散HTL的患上颠倒PSCs停止了HTL质料的降解战界里分解，并降降了质料战相闭制制工艺的老本。正在该器件挨算中，钙钛矿薄膜本则上应为p型，并与电子传输层(ETL)(如C60及其衍去世物)构建pn结，以分足e-h对于。回支四氰喹啉、CuSCN战Cu(硫脲)等p异化剂可能实现对于p型钙钛矿薄膜的调制，并经由历程钙钛矿/ITO界里处的能带直开导致实用的空穴提与。可是，正在那些钙钛矿/ITO肖特基触面上的载流子输行动做战p异化剂的空间扩散很少被钻研，而且它们的器件功能不如老例的颠倒PSCs。此外，已经钝化的钙钛矿晶界布谦了深层圈闭。因此，需供体味磷异化份子正在ITO上组成钙钛矿膜战器件能级摆列圆里的工做机制。惟独正在此底子上，才气设念p异化剂的份子挨算，以真现器件功能的后退。

二、功能掠影

比去，去自北边科技小大教的何祝兵教授战中国科技小大教的陈涛教授报道了一种基于两甲基吖啶的份子异化工艺，该工艺构建了一个立室卓越的p-钙钛矿/ITO干戈，并真现了晶界的周齐钝化，患上到了25.39%的认证功率转换效力(PCE)。正在氯苯淬水结晶历程中，份子畴先驱体溶液挤压到晶界战薄膜底概况，份子的往量子化磷酸基团与钙钛矿的多碘化铅之间的核配位配开物既子细机械收受又子细电子电荷转移，导致钙钛矿膜的p型异化。本文设念的器件的PCE为25.86%，而且器件正在光浸泡1000小时后贯勾通接了初初PCE的96.6%。相闭功能以“Inverted perovskite solar cells using dimethylacridine-based dopants”为题宣告正在Nature期刊上。

三、中间坐异面

收现基于两甲基吖啶的份子异化工艺，构建了一个立室卓越的p-钙钛矿/ITO干戈，真现了晶界的周齐钝化,使患上太阳能电池的晃动性战转化功率小大幅后退。

四、数据概览

图1 三种钙钛矿薄膜的挨算与功能表征。©2023 Springer Nature

图2 AFM-IR战ToF-SIMS做为份子挤压机理的证据。©2023 Springer Nature

图3 份子挤压机理的钻研.©2023 Springer Nature

图4 钙钛矿/ITO肖特基触面空穴转移机理钻研。©2023 Springer Nature

图5 基于ITO/DMAcPA/钙钛矿(比力)战ITO/钙钛矿(DMAcPA)(靶)肖特基触面的PSC器件功能测试战器件阐收。©2023 Springer Nature

五、功能开辟

本文收现了一种基于两甲基吖啶的份子异化工艺，极小大增长了太阳能电池转化效力及其晃动性，周齐真现了界里钝化，停止了钙钛矿与化教物量的反映反映，停止了器件的誉坏，极具商业操做价钱，可能极小大节流源头根基料的节约。

论文概况：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06207-0

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