带隙在1.1-1.4 eV范围内的Sn-Pb混合钙钛矿是单结太阳能电池接近肖克利-奎瑟极限的理想选择。然而,由于Sn2+容易氧化,Sn-Pb混合钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的效率和稳定性仍然远远落后于Pb基太阳能电池。香港理工大学严锋等人将还原剂4-肼基苯甲酸 (HBA) 作为添加剂与SnF2 一起引入,以抑制Sn2+的氧化。
本文要点:
1)由于 Sn 和 Pb 基钙钛矿的溶解度和结晶动力学不同,在反溶剂处理后会自发形成垂直的Pb/Sn成分梯度,并且可以通过控制反溶剂温度进行微调。
2)由于钙钛矿的能带结构取决于其组成,因此在具有组成梯度的钙钛矿薄膜中构建了渐变垂直异质结,这可以增强光载流子分离并抑制所得PSC中的载流子复合。在最佳制造条件下,Sn-Pb混合PSC显示出高达22.02%的效率以及在光照期间的出色稳定性。
Cao, J., Loi, H.-L., Xu, Y., Guo, X., Wang, N., Liu, C.-k., Wang, T., Cheng, H., Zhu, Y., Li, M.G., Wong, W.-Y. and Yan, F. (2021), High-performance tin-lead mixed perovskite solar cells with vertical compositional gradient. Adv. Mater. 2021.
https://doi.org/10.1002/adma.202107729
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202107729