方國家&柯維俊&楊光AFM：PCE達21.10%!寬帶隙及疊層鈣鈦礦太陽能電池的異質(zhì)結界面接觸優(yōu)化

主要內(nèi)容

鈣鈦礦基疊層太陽能電池是下一代光伏技術的核心發(fā)展方向。作為電池的關鍵組件，載流子傳輸層（CTL）在鈣鈦礦單結與疊層電池中均面臨界面接觸不良、CTL傳輸效率低下等挑戰(zhàn)。武漢大學方國家、柯維俊，香港城市大學 楊光及華中科技大學 傅華華等人的研究證實，在富勒烯（C??）與原子層沉積（ALD）氧化錫（SnO?）層間插入 2,4,6 - 三 [3-(二苯基膦?；? 苯基]-1,3,5 - 三嗪（PO-T2T）中間層，可實現(xiàn)多重功能增益：

其一，該中間層能夠重構掩埋界面，調(diào)控界面表面電勢分布均勻性并優(yōu)化能帶排列，從而抑制界面能量無序性、提升電子抽取驅動力，實現(xiàn)載流子傳輸性能的改善；

其二，PO-T2T 中間層可為 ALD SnO?的均勻沉積提供成核位點，同時抑制界面非輻射復合，進而優(yōu)化異質(zhì)結界面接觸、增強器件穩(wěn)定性。

基于此策略，研究團隊成功制備出兼具高效率與高工作穩(wěn)定性的鈣鈦礦光伏器件：1.78 eV 寬帶隙鈣鈦礦單結電池的光電轉換效率（PCE）達 21.10%；全鈣鈦礦疊層電池的光電轉換效率在兩端結構下達到 28.51%，四端結構下進一步提升至 29.31%。熱蒸發(fā)法制備的 PO-T2T 中間層，通過電勢調(diào)控、能級匹配優(yōu)化及分子橋接 - 界面鈍化的雙重協(xié)同作用，有效提升電荷傳輸效率并抑制非輻射復合損耗，經(jīng)器件集成后顯著改善了異質(zhì)結界面特性，實現(xiàn)疊層電池效率與穩(wěn)定性的同步提升。這一 PO-T2T 中間層調(diào)控策略，為推動寬帶隙鈣鈦礦光伏器件及高效鈣鈦礦疊層電池的技術發(fā)展提供了**前景的新路徑。

文獻信息

Improved Heterointerface Contact for Wide-Bandgap and Tandem Perovskite Solar Cells

Hongsen Cui, Guang Li, Shun Zhou, Chen Wang, Xiangfeng Yang, Shaopeng Liao, Guoyi Chen, Shengjie Du, Feng Ye, Kailian Dong, Shuxin Wang, Gang Li, Hua-hua Fu, Guang Yang, Weijun Ke, Guojia Fang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202522926

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