蘇大楊新波AFM：認證PCE 32.12%，突破界面復(fù)合難題！SCSS 策略賦能鈣鈦礦 / 硅疊層電池

主要內(nèi)容

鈣鈦礦 / 硅疊層電池要實現(xiàn) 40% 以上的光電轉(zhuǎn)換效率，關(guān)鍵在于攻克界面復(fù)合難題，同時避免在電荷提取效率或穩(wěn)定性方面產(chǎn)生不利權(quán)衡。為此，蘇州大學(xué)楊新波、協(xié)鑫集成科技股份有限公司與江蘇大學(xué)徐桂芳等人跨產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，創(chuàng)新提出一種空間位阻互補協(xié)同策略（SCSS），通過哌嗪類陽離子（Pip?/PipI，前者為離子形態(tài)，后者為碘鹽前驅(qū)體形態(tài)）與苯乙基銨類陽離子（PEA?/PEAI，同理）組成的分子二元體破解這一困境。

研究證實，體積緊湊、無空間位阻的哌嗪類陽離子（Pip?/PipI）能夠滲透至表面空位，通過化學(xué)作用中和大分子難以觸及的深能級表面缺陷與未配位鉛缺陷；而體積更大的苯乙基銨類陽離子（PEA?/PEAI）則會共組裝形成堅固的疏水保護層，從物理層面為界面抵御外界環(huán)境脅迫。這種雙重作用機制先通過化學(xué)中和缺陷、物理屏蔽界面，協(xié)同抑制陷阱態(tài)密度與非輻射復(fù)合，再降低電阻損耗、優(yōu)化電荷傳輸動力學(xué)，不僅同步提升電荷提取效率與器件穩(wěn)定性，還讓器件的開路電壓（Voc）與填充因子（FF）均獲得顯著提升。

經(jīng)過全面的界面工程優(yōu)化，基于該策略的疊層電池展現(xiàn)出 “高效 + 長穩(wěn)” 雙重優(yōu)勢：**光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）達 32.30%，認證效率為 32.12%；在 1 個太陽光照下經(jīng) 1000 小時連續(xù)**功率點跟蹤運行后，仍能保留初始效率的 80.50% 以上（遠超行業(yè)普遍 80% 的穩(wěn)定性閾值）。這項跨產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研究建立了界面設(shè)計的新范式 —— 突破單一試劑鈍化的局限，采用結(jié)構(gòu)互補的體系，其中闡明的核心原理，為鈣鈦礦 / 硅疊層電池向 40% 以上效率目標(biāo)邁進、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐與可復(fù)制的設(shè)計藍圖。

文獻信息

Steric-Complementary Synergistic Strategy for High-Efficiency Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells

Wenhao Li, Shibo Wang, Weichun Pan, Haocheng Wang, Liu Yang, Zhongliang Yan, Xueying Yang, Pengxu Chen, Wei Shi, Fengxian Cao, Kun Gao, Chang Wang, Bowen Yang, Gongshan Zhu, Yufeng Zhu, Weipeng Jiang, Bo Gao, Weihai Sun, Jun Yin, Cao Yu, Shaofei Yang, Jihuai Wu, GuiFang Xu, Huifeng Meng, Xinbo Yang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202521431

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