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西北工大ACS Appl. Mater.: 離子介導(dǎo)分子橋接策略提高鈣鈦礦太陽能電池耐用性

發(fā)表時間：2024-11-01 16:02

主要內(nèi)容

通過分子橋接設(shè)計(jì)異質(zhì)界面對于實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)秀功率轉(zhuǎn)換效率（PCEs）和環(huán)境耐久性的鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）至關(guān)重要。然而，確保界面機(jī)械可靠性以提高PSCs的長期耐用性仍然存在挑戰(zhàn)。

在這篇文章中，西北工業(yè)大學(xué)王洪強(qiáng)、郭鵬飛等人利用離子介導(dǎo)的分子橋接策略，通過平衡界面韌性和強(qiáng)度來改善鈣鈦礦底部和電子傳輸層（ETLs）之間的機(jī)械完整性。為了驗(yàn)證這一概念，研究團(tuán)隊(duì)在SnO₂ ETL上預(yù)埋了一種兩性離子guanylurea phosphate添加劑，其中具有雙面NH₂基團(tuán)的guanylurea通過靜電耦合作為連接鈣鈦礦和ETL的分子橋，而phosphate可以在異質(zhì)界面處與帶電物質(zhì)相互作用以加強(qiáng)機(jī)械接觸。

得益于堅(jiān)固的異質(zhì)界面，柔性PSCs的機(jī)械耐久性顯著增強(qiáng)，在6000次彎曲循環(huán)（彎曲半徑=3mm）后仍能保持91.3%的初始效率。此外，埋藏界面處機(jī)械完整性的增強(qiáng)也有利于硬質(zhì)PSCs的電荷傳輸和化學(xué)穩(wěn)定性，使PCEs的轉(zhuǎn)化率超過25%，并擁有在85°C下老化1200小時的T₈₆熱穩(wěn)定性。