修飾鈣鈦礦太陽能電池暴露的上表面對于提高其光伏性能做出了巨大貢獻(xiàn)。同樣重要的埋底界面(即鈣鈦礦薄膜的隱藏底部和鈣鈦礦薄膜結(jié)晶的開始)由于其定制的難度很大,因此研究較少。鑒于此,2023年7月6日北京大學(xué)趙清于Nature Photonics刊發(fā)通過晶格匹配電子傳輸層設(shè)計鈣鈦礦太陽能電池中的埋底界面的研究成果,無損地暴露大面積的埋底界面以進(jìn)行直接研究。研究發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦薄膜生長的無序開始會惡化埋底界面。為了解決這個問題,不使用鈍化劑,而是合成透明導(dǎo)電氧化物鈣鈦礦(SrSnO3)作為電子傳輸層。高晶格匹配使得鹵化物鈣鈦礦在電子傳輸層上的生長能夠更加有序地開始,避免形成惡化的埋底界面。構(gòu)建的埋底界面表現(xiàn)出抑制的缺陷、應(yīng)變、更好的結(jié)晶度、減少的離子遷移和更少的空隙。性能最佳的鈣鈦礦太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率為25.17%。此外,初始功率轉(zhuǎn)換效率為24.4%的鈣鈦礦太陽能電池在運(yùn)行1000小時后仍能保持原始值的90%。
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