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中科院宁波材料所:在钙钛矿电池界面设计方面取得进展

作者: | 发布日期: 2023 年 06 月 09 日 9:34 | 分类: 产业资讯

钙钛矿太阳电池成本低、光电转换效率高,被认为是新一代光伏技术之一。研发高效、稳定、可大面积制备的钙钛矿太阳电池技术是目前主要的发展目标.

中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员叶继春团队等,基于前期对钙钛矿太阳电池的研究,在高效稳定钙钛矿太阳电池的界面调控方面取得了新的研究进展。

该团队基于2D/3D钙钛矿异质结设计,研究发现0.2 eV的界面能级差可将器件对界面缺陷容忍度提高3个数量级,揭示了钙钛矿太阳电池界面场钝化和化学钝化的定量关系。通过设计2D钙钛矿中卤素的种类,可实现对钙钛矿界面能级差的可控调节,并且形成的2D钙钛矿可显著钝化钙钛矿的表面缺陷和抑制的离子迁移。基于此,通过优选2D钙钛矿前驱体,研究制备得到了效率达到25.32%的小面积电池(认证效率为25.04%)和21.48%的大面积小组件电池(29cm2),并表现出出色的稳态输出稳定性,在最大功率点下连续输出2000小时后仍然保持了初始效率的90%。该研究成果为开发合适的界面调控方法,制备高效、稳定、大面积的钙钛矿太阳电池提供了理论和实验参考。

图1  基于钙钛矿异质结设计的界面能级差、缺陷密度与器件性能的定量关系

中科院宁波材料所:在钙钛矿电池界面设计方面取得进展
图2   2D/3D钙钛矿异质结设计的光电性能
中科院宁波材料所:在钙钛矿电池界面设计方面取得进展
图3   2D钙钛矿中卤素比例和种类对器件性能的影响

中科院宁波材料所:在钙钛矿电池界面设计方面取得进展
图4  基于2D/3D钙钛矿异质结设计的高效稳定钙钛矿太阳电池

中科院宁波材料所:在钙钛矿电池界面设计方面取得进展

来源:中科院宁波材料所

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