中科大徐集賢ACS Energy Lett：PCE 28.9%，F(xiàn)F 87%的高性能p-i-n單電池和絨面疊層太陽能電池

為解決鈣鈦礦太陽能電池與結(jié)構(gòu)硅集成的挑戰(zhàn)，在這篇文章中，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)徐集賢教授等人開發(fā)了一種基于有機(jī)金屬酞菁銅(CuPc)的多層結(jié)構(gòu)空穴傳輸層(HTL): N,N,N′,N′-tetra[(1,1′-biphenyl)-4-yl](1,1′:4′,1″-terphenyl)-4,4″-diamine (TaTm)/CuPc/Al2O3。熱蒸發(fā)的CuPc為鈣鈦礦溶液提供了穩(wěn)定性和所需的潤濕性。

研究團(tuán)隊在CuPc/鈣鈦礦界面上發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的表面-體復(fù)合模式，這種模式可以產(chǎn)生高填充因子(FF=87%)，但由于表面復(fù)合損失，開路電壓(Voc)偏低。TaTm增強(qiáng)了電子阻擋，而Al2O3形成多孔絕緣體接觸，減輕了非輻射復(fù)合。在不影響載流子提取效率的前提下，TaTm和Al2O3對CuPc進(jìn)行了雙面優(yōu)化，有效地減少了表面復(fù)合。該HTL結(jié)構(gòu)在p-i-n單結(jié)電池中，1.65eV和1.54eV鈣鈦礦的PCE值分別為22.5%和24.5%，在結(jié)構(gòu)硅/鈣鈦礦疊層電池中，PCE值為28.9%。保形和可濕的HTL結(jié)構(gòu)促進(jìn)了均勻的鈣鈦礦涂層，從而減少生產(chǎn)線上有結(jié)構(gòu)的Cz-Si晶圓上金字塔穿孔等問題。

Understanding and Engineering the Perovskite/Organometallic Hole Transport Interface for High-Performance p–i–n Single Cells and Textured Tandem Solar Cells