在过去的十年里,科学界见证了有机-无机钙钛矿混合太阳能电池(Pscs)效率的空前突破,超过了25%,使其成为下一代薄膜光伏技术最有前途的候选者之一。
而电子和空穴的非辐射复合是有机-无机钙钛矿复合太阳能电池能量损失的主要原因。足够的内建电场和缺陷钝化可以促进电子-空穴对的有效分离,从而解决关键问题。
有鉴于此,苏州大学邹贵付教授,赵杰副教授,南昌大学廖伟强教授首次将分子铁电体引入PSCs中,以扩大钙钛矿薄膜的内建电场,从而促进更有效的电荷分离和传输。
文章要点
1)由于具有较高的自发极化和相近的离子杂化钙钛矿结构强度,分子铁电PSCs的PCE从18.28%提高到20.26%,光致强度提高了8倍。
2)进一步的研究表明,有效的分子铁电PCE具有更高的光吸收、更好的结晶性能、更大的钙钛矿晶粒尺寸、更小的电子/空穴缺陷密度和更好的电荷迁移率。
该策略不仅可以扩大内建电场,实现更好的电荷分离和传输,而且可以抑制缺陷的非辐射复合,从而实现高性能的PSCs。
Xiao-Li Xu, et al, Molecular ferroelectrics driven high-performance perovskite solar cells, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI:10.1002/anie.202008494
https://doi.org/10.1002/anie.202008494