分會

第二十九分會：有機/鈣鈦礦光伏材料與器件

摘要

隨著單結鈣鈦礦太陽能電池的效率的不斷提升，已經(jīng)逐漸接近Shockley-Queisser理論極限，而發(fā)展全鈣鈦礦疊層太陽能電池已被證明是一種行之有效的提升效率的方法。全鈣鈦礦疊層太陽能電池主要由寬帶隙和窄帶隙鈣鈦礦子電池所構成，其中窄帶隙鈣鈦礦子電池的性能決定著整個器件的最終效率。目前科研者已經(jīng)從多個角度來提高窄帶隙鈣鈦礦子電池的穩(wěn)定性，包括成分工程、添加劑工程、界面工程等。[1-4]盡管穩(wěn)定性有所提高，但最終的穩(wěn)定性仍不能滿足實際應用的要求。鉛錫混合的窄帶隙鈣鈦礦電池不穩(wěn)定性的來源有許多方面，包括鈣鈦礦組成、晶體結構、界面和缺陷等。 在這項工作中，我們發(fā)現(xiàn)常用的空穴傳輸材料PEDOT:PSS中存在基團-SO3H，具有較強的酸性。而目前窄帶隙鈣鈦礦薄膜制備工藝中，為了降低結晶速率，所有鈣鈦礦前驅液中都會加入堿性路易斯酸SnF2。所以，窄帶隙鈣鈦礦和PEDOT:PSS長期接觸并伴有高溫退火處理后，極有可能導致產(chǎn)生化學反應，從而改變界面的性質(zhì)。 因此，我們報道了一種通過氨水調(diào)節(jié)PEDOT:PSS的酸度來穩(wěn)定界面?zhèn)鬏攲拥姆椒?，窄帶隙鈣鈦礦電池在AM1.5G下照射800小時后的效率為22.0%，并保持初始值的91.3%。應用于全鈣鈦礦疊層器件，全鈣鈦礦串聯(lián)電池表現(xiàn)出25.3%的穩(wěn)定效率，在560小時持續(xù)光照下，保持初始值92%。本工作揭示了窄帶隙鈣鈦礦電池不穩(wěn)定的起源，可以促進全鈣鈦礦疊層太陽能電池領域的發(fā)展。

關鍵詞

鈣鈦礦太陽能電池;穩(wěn)定性;界面工程;全鈣鈦礦疊層太陽能電池

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