柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(F-PSCs)由于其靈活性和高比功率密度而顯示出應(yīng)用前景,但其性能經(jīng)常受到低溫下鈣鈦礦結(jié)晶次優(yōu)的阻礙。在這篇文章中,陜西師范大學(xué)趙奎&劉生忠等人引入了具有各種電負(fù)性雜原子的二銨配體來(lái)優(yōu)化鈣鈦礦在柔性襯底上的結(jié)晶。配體與鈣鈦礦的配位效應(yīng)通過(guò)形成中間復(fù)合物減少了成核位,延長(zhǎng)了晶體生長(zhǎng)時(shí)間。
配體定制增強(qiáng)的配位導(dǎo)致更寬的晶體生長(zhǎng)窗口,從而降低陷阱密度,減輕殘余應(yīng)變,改善能量排列,并抑制薄膜中的非輻射復(fù)合。優(yōu)化后的太陽(yáng)能電池在0.09 cm2尺寸上的功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)到24.47%,在1.0 cm2尺寸上為23.16%,在更大的19.8 cm2尺寸上為17.21%。此外,研究團(tuán)隊(duì)還展示了這些電池在智能交通應(yīng)用中為自主系統(tǒng)供電的潛力。
這項(xiàng)研究不僅揭示了分子配位對(duì)低溫加工過(guò)程中鈣鈦礦結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響,還為實(shí)現(xiàn)高性能、可擴(kuò)展的柔性鈣鈦礦光伏電池生長(zhǎng)優(yōu)化提供了戰(zhàn)略指導(dǎo)。

Crystallization control via ligand-perovskite coordination for high-performance flexible perovskite solar cells
Xin Chen, Weilun Cai, Tianqi Niu, Hui Wang, Chou Liu, Zheng Zhang, Yachao Du, shuang Wang, Yang Cao, Pengchi Liu, Wenliang Huang, Chuang Ma, Ben Yang, Shengzhong Frank Liu and Kui Zhao