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化學(xué)所李永舫&孟磊Nature：認證效率25.7%的鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池

發(fā)表時間：2024-10-16 15:25

主要內(nèi)容

近年來，鈣鈦礦被廣泛應(yīng)用于疊層單片太陽能電池（TSCs）中，以克服單結(jié)太陽能電池的Shockley-Queisser極限。鈣鈦礦/有機TSCs由寬帶隙（WBG）鈣鈦礦太陽能電池（pero-SC）作為前電池，窄禁帶有機太陽能電池（OSC）作為后電池組成，由于其良好的穩(wěn)定性和潛在的高功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）引起了廣泛關(guān)注。然而，WBG pero-SCs通常表現(xiàn)出比常規(guī)pero-SCs更高的電壓損失，這限制了TSCs的性能。其中一個主要障礙來自鈣鈦礦/C₆₀界面的界面復(fù)合，因此開發(fā)有效的表面鈍化策略對于追求更高的鈣鈦礦/有機TSCs的PCE非常重要。

在這篇文章中，中科院化學(xué)所李永舫、孟磊等人開發(fā)了一種新的表面鈍化劑環(huán)己烷1,4-二碘化二銨（CyDAI₂），它具有兩種天然的異構(gòu)體結(jié)構(gòu)，在己烷環(huán)的同側(cè)或?qū)?cè)分別有銨基（順式CyDAI₂和反式CyDAI₂），兩種異構(gòu)體表現(xiàn)出不同的表面相互作用行為。順式CyDAI₂鈍化處理降低了帶隙為1.88 eV的WBG pero-SCs 準費米能級分裂(QFLS) -開路電壓（V_oc）失配，并將其V_oc提高至1.36 V。

將順式CyDAI₂處理過的鈣鈦礦與具有1.24 eV窄帶隙的有機活性層相結(jié)合，構(gòu)建的單片鈣鈦礦/有機TSC實現(xiàn)了26.4%（經(jīng)認證為25.7%）的優(yōu)秀PCE。

文獻信息

Isomeric diammonium passivation for perovskite–organic tandem solar cells

Xin Jiang, Shucheng Qin, Lei Meng*, Guorui He, Jinyuan Zhang, Yiyang Wang, Yiqiao Zhu, Tianwei Zou, Yufei Gong, Zekun Chen, Guangpei Sun, Minchao Liu, Xiaojun Li, Felix Lang* & Yongfang Li*

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08160-y