濟(jì)大曹丙強(qiáng)ACS ：釋放拉應(yīng)力！鹽酸戊胺表面改性讓鈣鈦礦電池更高效穩(wěn)定

主要內(nèi)容

退火過程失控易導(dǎo)致寬帶隙（WBG）鈣鈦礦薄膜表面形成殘余拉應(yīng)力，嚴(yán)重制約器件的光電轉(zhuǎn)換效率與長(zhǎng)期穩(wěn)定性。針對(duì)這一核心瓶頸，濟(jì)南大學(xué)曹丙強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)提出長(zhǎng)鏈鹽酸戊胺（AAC）表面調(diào)控策略，對(duì)寬帶隙鈣鈦礦薄膜進(jìn)行改性以高效釋放拉應(yīng)力。AAC 的引入通過應(yīng)力調(diào)節(jié)與靜電相互作用的協(xié)同效應(yīng)，不僅成功將薄膜殘余拉應(yīng)力轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力，制備出缺陷密度顯著降低、能級(jí)結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)優(yōu)化的壓應(yīng)力型薄膜，還借助強(qiáng)鈍化作用有效抑制了相分離現(xiàn)象；同時(shí)，AAC 改性實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦薄膜從 p 型至 n 型的導(dǎo)電類型轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步優(yōu)化了器件的能帶排列與界面電荷傳輸特性。

與對(duì)照組器件相比，經(jīng) AAC 處理的優(yōu)化鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）從 20.11% 穩(wěn)步提升至 21.61%，且實(shí)驗(yàn)重復(fù)性優(yōu)異；未封裝器件在 25℃、相對(duì)濕度 55% 的環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行 500 h 后，仍能保持初始效率的 85.05%，長(zhǎng)期穩(wěn)定性得到顯著改善。這一性能提升得益于 AAC 改性后薄膜疏水性的增強(qiáng)、相分離的有效抑制及界面缺陷的減少。本研究通過選用合適的 A 位摻雜分子，提供了一種簡(jiǎn)便可行、普適性強(qiáng)的技術(shù)方案，可同步實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦薄膜的殘余應(yīng)力釋放與表面多重優(yōu)化，為高效穩(wěn)定寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的研發(fā)奠定了重要基礎(chǔ)，尤其對(duì)疊層光伏器件的性能提升具有重要參考價(jià)值。

文獻(xiàn)信息

Tensile Strain Release by Surface Modulation with Amylamine Hydrochloride toward Improved Efficiency and Stability of Perovskite Solar Cells

Guohui Yang，Junshuai Zhang，Bingying Sun，Wenze Feng，Jiaxing Jiao，Zhitao Yang，Xiaofan Liu，Tao Ning，Yansu Shan，Weijie Li，Linghui Meng，Ning Li，Jinkai Li，Bingqiang Cao

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.5c19724

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