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武大与华师团队于 AFM 刊发创新成果:“鼠胶陷阱” 策略提升全钙钛矿串联叠层太阳能电池性能

发布日期:2024-09-22
来源:瑞晨互联
作者:瑞晨人和

锡铅混合钙钛矿太阳能电池在全钙钛矿串联叠层太阳能电池中作为底部子电池,对高效太阳能电池的开发起着关键作用。不过,二价锡(Sn2+)常常会自发地氧化成有害的四价锡(Sn4+),这无疑构成了重大挑战。在此背景下,2024 年 9 月 20 日,武汉大学的方国家、柯维俊以及华南师范大学的 Weiwei Meng 在 AFM 上发表了关于捕获四价锡并保护锡铅混合钙钛矿中二阶锡的研究成果。该研究提出了一种独特的 “鼠胶陷阱” 策略,即引入多功能添加剂草酰胺酸钾盐(OAPS)来应对这一难题。这种方法利用 OAPS 的草酰胺酸基团与 Sn4 + 杂质之间的强烈相互作用,高效地捕获了那些不需要的 Sn4 + 杂质。此外,OAPS 拥有独特的功能组,能够抑制 Sn2 + 氧化、钝化缺陷、缓解应力,同时还能提升 Sn-Pb 混合钙钛矿薄膜的晶体质量。实验结果表明,添加了 OAPS 的增强型 Sn-Pb 混合窄带隙钙钛矿太阳能电池实现了高达 22.04% 的功率转换效率,并且在存储稳定性方面表现更为出色,在充满 N2 的手套箱中存储 3072 小时后,仍能保持 91% 的初始效率。另外,以添加了 OAPS 的 Sn-Pb 窄带隙钙钛矿太阳能电池作为子电池的全钙钛矿串联叠层电池,其两端和四端串联效率分别达到了 27.17% 和 28.31%,为优化 Sn-Pb 混合钙钛矿太阳能电池及其串联性能提供了一种直接有效的方法。