中国科学院宁波质料技能与工程研究所研究员葛子义及刘畅等人于前期钙钛矿太阳能电池研究的基础上,提出了一套适配在胶体先驱体系体例备的羧酸根调控系统。该结果近日发表在《焦耳》。
全钙钛矿叠层太阳能电池交融了宽带隙(WBG,1.7-1.8 eV)与窄带隙(NBG,1.2-1.3 eV)钙钛矿质料的上风,经由过程合理重叠差别带隙的钙钛矿质料可以实现太阳光谱的充实使用,于新一代光伏器件中极具运用潜力。
但实在际运用仍面对要害瓶颈,其泉源于在胶体层面的焦点问题:两类子电池胶体先驱体结晶动力学不匹配,溴基共同物消融度低、配位剂对于金属离子联合能力不均致使胶体系统不不变,界面存于低配位金属离子,且光照会加重溴/碘不成逆分散,进而激发相分散与缺陷累积,制约器件机能与不变性。
为相识决这一问题,科研职员采用梯度漫衍的羧酸根阴离子—酒石酸根(Ta-)与柠檬酸根(Cit-),对于两类子电池的成核动力学实现精准调控。
此中,Ta-可不变宽带隙胶体中的Pb2+配位布局,按捺WBG钙钛矿相分散并促成晶体匀称生长;而Cit-则能优化NBG钙钛矿胶体中的Sn-I键合,钝化Sn2+缺陷并晋升电荷传输机能。胆碱阳离子可与上述调控剂进一步协同作用,钝化晶体—胶体界面处低配位的金属离子,从而修筑不变的强固化基体。
基在该两重调控计谋,所制备的全钙钛矿叠层电池光电转换效率到达29.76%(认证效率29.22%),于最年夜功率点下运行700小时仍连结初始效率的90.2%。同时,最好1cm2面积叠层电池效率到达28.87%,凸显了该胶体化学计谋的范围化运用潜力。
该事情为多结器件结晶历程的协同调控提供了通用要领,为实现高效、不变的全钙钛矿叠层太阳能电池提供了主要的质料与要领学支撑。
相干论文信息:https://doi.org/10.1016/j.joule.2026.102381
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