我国科学家攻克反式钙钛矿太阳能电池稳定性难题,光电转换效率超过 26%

xxn 阅读:49189 2024-12-31 12:04:57 评论:0

近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所发布了一篇博文,宣布他们成功提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性。通过抑制碘离子的迁移,实现了超过26%的光电转换效率,并在高温高湿环境下展现出优异的耐久性。

(a) 钙钛矿吸附 BT2F-2B 后的电子密度分布;(b) 反式钙钛矿太阳能电池器件效率;(c) ISOS-L-1 和 (d) ISOS-L-3 协议的钙钛矿太阳能电池的运行稳定性

钙钛矿太阳能电池(PSCs)一直受到稳定性差的困扰,阻碍了其商业化应用。碘离子(I⁻)的迁移一直是导致PSCs不稳定的主要原因。在光照和高温的作用下,I⁻会转化为I₂,导致电池性能下降。

宁波材料所的葛子义研究员和刘畅研究员团队找到了一种有效抑制I⁻迁移的方法,显著提升了PSCs的稳定性。

他们团队在钙钛矿前驱体溶液中引入了一种名为BT2F-2B的化合物,该化合物与I⁻产生强配位作用,有效抑制了I⁻的迁移和转化,减少了碘空位缺陷。

采用这种方法制备的反式单结PSCs,光电转换效率(PCE)超过26%。经过1000小时的老化测试,在85℃高温和50%相对湿度条件下,电池仍然能保持85%的初始效率。

将BT2F-2B应用于宽带隙(1.77 eV)钙钛矿系统后,全钙钛矿串联太阳能电池的PCE达到了27.8%,证实了这一策略的普遍性。

这一重要研究成果发表在《先进材料》(Advanced Materials)上,题为Universal Approach for Managing Iodine Migration in Inverted Single-Junction and Tandem Perovskite Solar Cells。该研究得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的资助。

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