物理與光電工程學(xué)院麥耀華/郭飛課題組在Energy Environ. Sci.期刊上發(fā)表涂布印刷全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池研究成果
暨南大學(xué)融媒體中心訊 近日，物理與光電工程學(xué)院（理工學(xué)院）新能源技術(shù)研究院在能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊Energy& Environmental Science(IF=31）上發(fā)表基于涂布印刷制備的無(wú)甲胺（MA）全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池研究成果，題為“Synchronizing Crystallization Enables Thermally Stable All-FA Pb-Sn Perovskites for Printable MA-Free All-Perovskite Tandem Solar Cells”。物理與光電工程學(xué)院李洪兵博士為論文第一作者；新能源技術(shù)研究院麥耀華教授和郭飛研究員、河南大學(xué)陳石教授為共同通訊作者。
窄帶隙Pb-Sn鈣鈦礦是構(gòu)建高效率全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)電池的重要組成部分。然而，當(dāng)前主流的窄帶系鈣鈦礦均含有易揮發(fā)的MA陽(yáng)離子，嚴(yán)重制約了窄帶隙單結(jié)以及疊層電池的服役穩(wěn)定性。鑒于A(yíng)位陽(yáng)離子對(duì)窄帶隙鈣鈦礦薄膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要作用，該文首先定量評(píng)估了含有不同類(lèi)型A位陽(yáng)離子的鉛錫（Pb-Sn）鈣鈦礦薄膜的熱穩(wěn)定性。與全MA和MA-FA二元體系相比（104.44和111.68 kJ mol-1），全甲脒（FA)Pb-Sn薄膜表現(xiàn)出最高的分解活化能（149.13 kJ mol-1）。
平衡Pb/Sn組分結(jié)晶速率對(duì)全FA Pb-Sn鈣鈦礦薄膜質(zhì)量的影響
疊層器件結(jié)構(gòu)、單結(jié)Pb-Sn以及疊層鈣鈦礦光伏性能
在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)通過(guò)在鈣鈦礦前驅(qū)體中添加少量二氯化肼（HDC），使用刮涂工藝制備了高質(zhì)量的甲脒基Pb-Sn鈣鈦礦薄膜。研究表明，HDC與Sn2+離子的選擇性強(qiáng)配位作用不僅抑制了Sn2+的氧化，更重要的是，平衡了Sn基和Pb基物相的成核速率，從而顯著提高了鈣鈦礦薄膜中Pb-Sn合金相的均勻性。所制備的單結(jié)全甲脒基Pb-Sn鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和無(wú)MA疊層器件分別實(shí)現(xiàn)了21.81%和27.40%的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，未封裝的全甲脒基Pb-Sn器件在85℃下經(jīng)受190小時(shí)的熱應(yīng)力后，仍能保持初始效率的80%以上。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（62174069,U21A20102,M-0515，62374053）等項(xiàng)目的資助。
責(zé)編：常凱麗