所有钙钛矿叠层太阳能电池(PTSC)都有望克服单结钙钛矿太阳能电池(PSC)的肖克利-奎塞尔极限。然而,由于广泛的薄膜缺陷、界面退化和相分离,宽带隙(WBG)子电池会遭受较大的光电压损失和器件不稳定。
基于此,华南理工大学严克友等人采用引入聚咔唑膦酸的聚合物多齿锚定(PMDA)策略来设计底部界面并抑制相分离。多个重复膦酸基团在NiOx上的强化和均匀锚固显著优化了底部界面,抑制了不利的界面反应,从而缓解了WBG钙钛矿的相分离。因此,PMDA改性的WBG PSC显示出比对照设备更高的功率转换效率(PCE)(19.84%对18.18%),以及更好的设备光稳定性(T80=1200对500小时)。结合窄带隙(NBG)PSC,PMDA修饰的PTSC的PCE高达28.51%,器件运行光稳定性超过700小时(T80)。该论文近期以“Suppressing the Interface Photodegradation Towards Efficient and Stable All Perovskite Tandem Solar Cells”为题发表在顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上。
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研究亮点:
界面光降解抑制:通过聚合物SAMs材料Ploy-4PACz,有效抑制了叠层电池中的界面光降解问题。
效率提升:采用这种策略的全钙钛矿叠层太阳能电池实现了更高的光电转换效率。
稳定性增强:优化后的电池展现出更好的长期运行稳定性,这对于叠层太阳能电池的实际应用至关重要。
研究内容:
该研究专注于通过界面工程来提高全钙钛矿叠层太阳能电池的性能。科研团队通过精确控制叠层结构中的界面层,减少了光降解现象,从而提高了电荷传输效率和电池的整体性能。
研究意义:
性能提升:这项工作提供了一种通过抑制界面光降解来提高钙钛矿叠层太阳能电池效率和稳定性的新方法。
推动产业化进程:这种抑制界面光降解的技术为钙钛矿叠层太阳能电池的商业化和大规模生产提供了新的可能性,有助于推动绿色能源技术的广泛应用和可持续发展。
科学贡献:该研究为理解和设计高效率、高稳定性的叠层太阳能电池提供了新的视角,对于叠层太阳能电池领域的科学进步具有重要贡献。