朱宗龍&史彥濤Nat. Energy：效率破23.6%！氧化石墨烯摻雜策略助力C-PSCs

發(fā)表時(shí)間：2025-11-10 10:05

標(biāo)圖.png

主要內(nèi)容

在鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域，尋求兼具高穩(wěn)定性與低成本的技術(shù)方案一直是關(guān)鍵目標(biāo)。低溫加工的碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（C-PSCs）憑借其增強(qiáng)的穩(wěn)定性和成本效益，逐漸成為研究的熱點(diǎn)方向。然而，這類(lèi)電池目前面臨設(shè)備性能降低的問(wèn)題，其主要原因在于空穴傳輸層（HTL）與碳電極之間的電荷轉(zhuǎn)移效率低下。

近期，香港城市大學(xué)朱宗龍、大連理工大學(xué)王宇迪和史彥濤等研究人員取得重要進(jìn)展。他們報(bào)道了采用羧基功能化氧化石墨烯（GO-COOH）作為空穴傳輸層材料2,2′,7,7′-四（N,N-二對(duì)甲氧基苯基氨基）-9,9′-螺二芴（Spiro-OMeTAD）的摻雜劑。這一創(chuàng)新方法能夠有效促進(jìn)界面電荷轉(zhuǎn)移，并固定鋰離子，進(jìn)而同時(shí)提升設(shè)備性能和穩(wěn)定性。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，GO-COOH與Spiro-OMeTAD之間存在電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。其中，GO-COOH中的離域電子可在無(wú)需暴露于氧氣的情況下實(shí)現(xiàn)p型摻雜，進(jìn)而形成具有強(qiáng)π-π共軛的空穴傳輸層-碳界面。此外，鋰-碳鍵的形成有效固定了移動(dòng)的鋰離子，進(jìn)一步增強(qiáng)了設(shè)備的穩(wěn)定性。

最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用該技術(shù)的碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)了23.6%的光電轉(zhuǎn)換效率。更為突出的是，在連續(xù)光照1000小時(shí)后，電池仍能保持初始性能的98.7%。這一成果使得碳基鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的性能更接近采用金屬電極的設(shè)備，為該領(lǐng)域的發(fā)展開(kāi)辟了新的路徑。

文獻(xiàn)信息

Graphene oxide doping of the hole injection layer enables 23.6% efficiency in perovskite solar cells with carbon electrodes

Yudi Wang, Wenrui Li, Xin Wu, Guanghao Meng, Qiuyu Liu, Wenpei Zhao, Bo Li, Francesco Vanin, Hongjiang Li, Yanying Shi, Shuhong Wang, Ziyang Tian, Linghui Zhang, Jie Zhang, Zonglong Zhu & Yantao Shi

https://www.nature.com/articles/s41560-025-01893-8

產(chǎn)品鏈接-太陽(yáng)能電池PL成像系統(tǒng).png