寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池遭受嚴(yán)重的開壓損失,這極大地限制了器件性能的提高。鑒于此,2022年7月19日西南石油大學(xué)于華團(tuán)隊&昆士蘭科技大學(xué)陳志剛團(tuán)隊于AEM刊發(fā)定向結(jié)晶和界面鈍化的協(xié)同調(diào)控使寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的效率達(dá)到19.1%的研究成果,4-氟-苯基乙基碘化銨(FPEAI)被用作雙功能試劑用于寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的定向結(jié)晶和全面鈍化。FPEAI的添加劑促進(jìn)晶體沿(100)取向生長,提高結(jié)晶度,并在三維晶體的晶界和表面自發(fā)形成Ruddlesden-Popper 2D鈣鈦礦,這可以鈍化缺陷并保護(hù)鈣鈦礦薄膜免受水分侵蝕以及抑制離子遷移。此外,2D/3D異質(zhì)結(jié)構(gòu)引起匹配的能級排列,這減輕了3D鈣鈦礦和空穴傳輸層界面處有害的界面電荷復(fù)合。因此,改進(jìn)的寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的開路電壓提高到1.3 V,填充因子達(dá)到 77.8%,從而實(shí)現(xiàn)了19.1%的顯著功率轉(zhuǎn)換效率,且滯后可忽略不計。此外,寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池在空氣中老化1000小時后仍保持原始效率的 85%,表現(xiàn)出出色的濕度穩(wěn)定性。這項工作表明,F(xiàn)PEAI可以作為一種雙功能試劑來顯著提高寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的效率。
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