由于钙钛矿/Si串联太阳能电池的效率飙升,人们对其商业化的期望比以往任何时候都要高,但稳定性问题仍然是一大障碍。关键的稳定性问题之一是对钙钛矿电池宽带隙至关重要的多卤素阴离子的分离。卤化物偏析问题的基本解决方案是使用单个卤素元素,但由于沉淀动力学不可避免地形成第二相,迄今为止还没有人证明单卤素的钙钛矿顶电池。韩国首尔国立大学Jin Young Kim、高丽大学Dong Hoe Kim和首尔基础科学研究所Jungwon Park等通过添加Cl阴离子,通过一种新的动力学控制相演化路径,展示了具有单一卤素元素碘的宽带隙钙钛矿顶电池。新的二维中间相的形成对动力学控制至关重要。得到的纯碘钙钛矿顶电池的光稳定性显著增强,串联效率超过29%。
本文要点:
(1)开发了用于光稳定钙钛矿/Si串联的具有三个阳离子(即Cs、DMA和MA)的稳定纯碘化物宽带隙钙钛矿。使用Cl阴离子时,在结晶早期形成了二维(2D)Ruddlesden-Popper(RP)相(Cs2PbI2Cl2),而不是δO-CsPbI3第二相,这随后导致形成具有所需成分和带隙的纯碘化物宽带隙钙钛矿膜,同时成功抑制了第二相。
(2)单结宽频带隙钙钛矿太阳能电池的PCE高达20.18%(20.16%已认证),在连续运行1000小时后仍保持99%的初始PCE(ISOS-L-1I,白色LED光源),表现出良好的稳定性,并成功与硅底电池集成,从而开发出一种高效的钙钛矿/硅串联太阳能电池,其PCE高达29.4%(28.37%已认证)。
Su Geun Ji, Ik Jae Park, Hogeun Chang, Jae Hyun Park, Geon Pyo Hong, Back Kyu Choi, Jun Ho Jang, Yeo Jin Choi, Hyun Woo Lim, You Jin Ahn, So Jeong Park, Ki Tae Nam, Taeghwan Hyeon, Jungwon Park, Dong Hoe Kim, Jin Young Kim, Joule, 2022.
DOI: 10.1016/j.joule.2022.08.006.
https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.08.006.