王睿Sci Adv：26.2%**效率！HSCs均勻化助力厘米級(jí)柔性鈣鈦礦/CIGS疊層電池

主要內(nèi)容

西湖大學(xué)王睿帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)開(kāi)展研究，發(fā)現(xiàn)柔性鈣鈦礦/銅銦鎵硒（Cu(In,Ga)Se?，簡(jiǎn)稱(chēng)CIGS）疊層電池為實(shí)現(xiàn)高效且輕質(zhì)的光伏器件提供了一條可行路徑。然而，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率與機(jī)械耐久性依舊是一大挑戰(zhàn)。其中一個(gè)關(guān)鍵影響因素在于，柔性基底上平面咔唑基空穴選擇性接觸層（hole - selective contacts，HSCs）中因分子聚集而引發(fā)的界面不均勻性。

針對(duì)這一問(wèn)題，王睿團(tuán)隊(duì)提出一種空間位阻策略，將平面咔唑核心結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿Sπ共軛骨架。這種分子重構(gòu)有效抑制了分子間的π - π堆積作用，進(jìn)而形成了均勻的選擇性接觸層，并制備出高質(zhì)量的鈣鈦礦薄膜。

團(tuán)隊(duì)將該策略應(yīng)用于柔性單片式鈣鈦礦/CIGS疊層器件中，在器件性能提升方面成果斐然。面積為0.091平方厘米的器件實(shí)現(xiàn)了26.2%的**穩(wěn)態(tài)光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）（認(rèn)證值為25.5%），厘米級(jí)器件實(shí)現(xiàn)了25.3%的效率（認(rèn)證值為24.3%），二者均代表了目前柔性?xún)啥睡B層電池所報(bào)道的最高認(rèn)證效率。同時(shí)，這些器件展現(xiàn)出**的機(jī)械魯棒性，在半徑為10毫米的條件下經(jīng)歷10,000次彎曲循環(huán)后，仍能保持初始光電轉(zhuǎn)換效率，凸顯了分子級(jí)界面工程在打造高效、穩(wěn)定且可擴(kuò)展柔性光伏器件上的巨大潛力。

此外，這一分子工程策略在寬帶隙鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和不同尺寸柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽(yáng)能電池上也表現(xiàn)出色。它使寬帶隙鈣鈦礦太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)了23.2%的**光電轉(zhuǎn)換效率（PCE），且在50℃熱應(yīng)力下連續(xù)運(yùn)行2000小時(shí)后，仍能保持初始PCE的95%。當(dāng)應(yīng)用于柔性鈣鈦礦/CIGS疊層太陽(yáng)能電池時(shí)，0.09平方厘米的電池實(shí)現(xiàn)了25.5%的認(rèn)證穩(wěn)態(tài)PCE，1.01平方厘米的電池實(shí)現(xiàn)了24.3%的認(rèn)證穩(wěn)態(tài)PCE，其性能優(yōu)于所有現(xiàn)有的柔性?xún)啥睡B層器件，且柔性疊層器件在10毫米彎曲半徑下經(jīng)歷10,000次彎曲循環(huán)后，仍能保持初始效率。

王睿團(tuán)隊(duì)的研究不僅解決了HSCs中長(zhǎng)期存在的由π - π堆積引發(fā)的分子聚集問(wèn)題，還為界面工程提出了一種普適性的分子設(shè)計(jì)原則，有效解決了柔性光伏器件中效率與可擴(kuò)展性之間的權(quán)衡難題。

文獻(xiàn)信息

Homogenizing hole-selective contacts for centimeter-square flexible perovskite/Cu(In,Ga)Se2 tandems

Jingjing Zhou, Enbing Bi , Weizhong Tian, Shaochen Zhang, Caner De?er , Ilhan Yavuz , Jiahui Shen , Libing Yao , Xuechun Sun, Jichuang Shen , Ke Zhao , Runda Li, Jiazhe Xu, Qingqing Liu, Xiaonan Wang, Qinggui Li, Yixin Luo, Pengju Shi , Xu Zhang, Yuan Tian, Donger Jin, Lu Jin , Sisi Wang, Jingyi Sun, Chongyan Lian, Tie Guo, Jingjing Xue , and Rui Wang

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz2781

- 產(chǎn)品咨詢(xún)及購(gòu)買(mǎi)請(qǐng)聯(lián)系我們 -