IT之家 2024年12月31日
我国科学家攻克反式钙钛矿太阳能电池稳定性难题,光电转换效率超过 26%
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中国科学院宁波材料所通过抑制碘离子迁移,提升钙钛矿太阳能电池稳定性,实现超26%光电转换效率,在高温高湿下具优异耐久性,相关成果发表。

🎯引入BT2F - 2B化合物,抑制碘离子迁移,减少碘空位缺陷

💡采用该方法的反式单结PSCs,光电转换效率超26%

🌡在85℃高温和50%相对湿度下,老化测试1000小时后电池仍能保持85%初始效率

📈将BT2F - 2B应用于宽带隙钙钛矿系统,全钙钛矿串联太阳能电池PCE达27.8%

IT之家 12 月 31 日消息,中国科学院宁波材料技术与工程研究所于 12 月发布博文,宣布通过抑制碘离子迁移,显著提升了钙钛矿太阳能电池的稳定性,实现了超过 26% 的光电转换效率,并在高温高湿环境下展现出优异的耐久性。

(a) 钙钛矿吸附 BT2F-2B 后的电子密度分布;(b) 反式钙钛矿太阳能电池器件效率;(c) ISOS-L-1 和 (d) ISOS-L-3 协议的钙钛矿太阳能电池的运行稳定性

IT之家注:钙钛矿太阳能电池(PSCs)虽然效率高,但稳定性差,阻碍了其商业化应用。碘离子(I⁻)的迁移是导致 PSCs 不稳定的主要原因。在光照和热作用下,I⁻迁移并转化为 I₂,造成电池性能下降。

宁波材料所葛子义研究员和刘畅研究员团队找到了一种有效抑制 I⁻迁移的方法,大幅提升了 PSCs 的稳定性。

团队在钙钛矿前驱体溶液中引入了一种名为 BT2F-2B 的化合物,该化合物殊结构与 I⁻产生强配位作用,抑制了 I⁻的迁移和转化,减少了碘空位缺陷。

团队表示采用该方法制备的反式单结 PSCs,光电转换效率(PCE)超过 26%。在 85℃高温和 50% 相对湿度条件下,经过 1000 小时老化测试后,电池仍能保持 85% 的初始效率。

当将 BT2F-2B 应用于宽带隙(1.77 eV)钙钛矿系统时,全钙钛矿串联太阳能电池的 PCE 达到了 27.8%,这证实了所提出策略的普遍性。

相关研究成果以 Universal Approach for Managing Iodine Migration in Inverted Single-Junction and Tandem Perovskite Solar Cells 为题,发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。

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