鈣鈦礦太陽能電池經(jīng)歷了前所未有的快速發(fā)展,特別是在功率轉(zhuǎn)換效率方面。然而,溶液制備的鈣鈦礦薄膜不可避免地具有許多晶體缺陷(例如鹵化物空位),這些缺陷已被證明會引起非輻射電荷復合和離子遷移,從而限制了效率增強和器件的穩(wěn)定性。鑒于此,2022年10月21日昆士蘭大學王連洲團隊&中山大學吳武強團隊于AFM刊發(fā)雙金屬輔助缺陷工程制備高性能鈣鈦礦太陽能電池的研究成果,報道了一種新的雙金屬(即二價和一價金屬離子)改性策略,用于同時減少缺陷、固定鹵化物陰離子并防止鈣鈦礦在后退火過程中的離子損失。因此,與未摻雜的鈣鈦礦相比,該策略顯著降低了非輻射復合,將效率提高了約12%,并減輕了所得器件中的電流密度-電壓 (J-V) 滯后效應。結(jié)果,雙金屬離子修飾的鈣鈦礦太陽能電池獲得了超過22%的冠軍效率和1.16 V 的高開路電壓 (Voc)。優(yōu)化后的器件在雙重金屬處理后也表現(xiàn)出更長的使用壽命。該研究為更高效、更穩(wěn)定的鈣鈦礦光伏提供了一種新的缺陷工程策略。
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