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材料人網(wǎng)產(chǎn)品板塊致力于收錄有價值的新材料成果。歡迎課題組和企業(yè)前往網(wǎng)站發(fā)布。近期產(chǎn)品庫收錄的鈣鈦礦太陽能電池的新材料、新方法如下，一起來看！

通過離子交換過程穩(wěn)定有機層中空穴傳輸


上海交通大學材料科學與工程學院的楊旭東課題組，報告了一種通過離子交換過程，離子耦合正聚合物自由基和分子陰離子來穩(wěn)定有機層中空穴傳輸?shù)慕鉀Q方案策略。研究表明，目標層的空穴電導率是傳統(tǒng)鋰摻雜層的80倍。此外，在 85°C光浸泡200小時引起的極端碘化物侵入后，目標層依舊可以保持高的空穴電導率和良好匹配的能帶排列。這種離子交換策略使鈣鈦礦太陽能電池的制造成為可能，其認證的功率轉(zhuǎn)換效率為23.9%，在85°C的標準照明下1000小時后仍保持92%。相關(guān)論文以題為“Transporting holes stably under iodide invasion in efficient perovskite solar cells”發(fā)表在Science上。

有機小分子表面處理的倒置鈣鈦礦太陽能電池



托萊多大學的Yan Yanfa和美國國家可再生能源實驗室Zhu Kai團隊在Nature合作發(fā)表了新的研究論文，通過采用有機小分子3-(Aminomethyl)pyridine (3-AP)對倒置鈣鈦礦太陽能電池進行 ，獲得了認證效率25%以上的倒置太陽能電池。有機分子3-AP可以和鈣鈦礦表面的FA+離子反應構(gòu)建出更加光滑的表面從而減小表面電勢的波動并有助于提升鈣鈦礦和電子傳輸層 (ETL) 的結(jié)合。同時，表面反應所生成的產(chǎn)物降低了鈣鈦礦表面I離子空位的形成能，實現(xiàn)了n型摻雜，隨之產(chǎn)生的內(nèi)建勢場造成能帶彎曲，利于電子的抽取并可以抑制電子-空穴復合。采用該策略處理后的倒置太陽能電池認證效率（PCE）超過25%。在相同工作條件下，與未經(jīng)表面處理的器件相比，經(jīng)3-AP處理后的器件表現(xiàn)出更加優(yōu)異的穩(wěn)定性。相關(guān)研究文章以“Surface reaction for efficient and stable inverted perovskite solar cells”為題發(fā)表在Nature上。

制造溶液處理的3D/2D HaP雙層結(jié)構(gòu)


在2022年9月22日，美國萊斯大學Aditya D. Mohite和Jacky Even（共同通訊作者）等人報道了一種溶劑設計原理，用于制造溶液處理的3D/2D HaP雙層結(jié)構(gòu)，具有任何2D HaP所需的薄膜厚度和相純度。其中，包含Ruddlesden-Popper（RP）、Dion-Jacobson（DJ）或交替陽離子中間層（ACI）——由通式L'An-1BnX3n+1（DJ）描述，其中L'是長鏈有機陽離子，A是小的一價陽離子，B是二價金屬，X是一價陰離子，并且n是沿堆疊軸的PbI6鍵合八面體的數(shù)量。通過利用溶劑介電常數(shù)和Gutmann供體數(shù)，可以在3D鈣鈦礦上生長具有所需成分、厚度和帶隙的相純2D鹵化物鈣鈦礦疊層，而不會溶解下面的基板。表征揭示了一個20 nm的3D-2D過渡區(qū)域，主要由底部3D層的粗糙度決定。2D鈣鈦礦層的厚度依賴性揭示了n-i-p和p-i-n架構(gòu)的預期趨勢，與2D鈣鈦礦的能帶對齊和載流子傳輸限制一致。實驗測得光伏效率為24.5%，保持99%初始光伏效率的時間（T99）超過2000 h，具有出色的穩(wěn)定性，這意味著3D/2D雙層繼承了2D鈣鈦礦的固有耐久性而不會影響效率。研究成果以題為“Deterministic fabrication of 3D/2D perovskite bilayer stacks for durable and efficient solar cells”發(fā)布在國際著名期刊Science上。

原標題：鈣鈦礦太陽能電池近期刊文速覽