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1.68 eV宽带隙钙钛矿是两头钙钛矿/硅叠层太阳电池的紧张前电池吸光质料。但是,这类宽带隙钙钛矿太阳电池中存在少量缺陷诱导的非辐射电荷复合,招致器件开路电压(VOC)远低于实际值,严峻限定了器件服从的进一步提拔。 克日,陕西师范大学方志敏&冯山河&刘生忠团队经过接纳氟化物帮助外表梯度钝化的战略取得了服从高达21.63%,开路电压达1.239 V (VOC丧失低至441 mV)的宽带隙钙钛矿太阳电池。
该团队起首经过深能级瞬态谱测试得出,在宽带隙钙钛矿薄膜中存在着少量的受体缺陷(反占位IPb,IA缺陷),极大地限定了器件VOC的提拔。为了无效钝化这些受体缺陷,进一阵势经过DFT实际盘算后果得出,利用F代替苯乙胺碘(PEAI)苯环中差别地位(邻、间、对)的H,即o-FPEAI,m-FPEAI和p-FPEAI,可以明显进步-NH3+末了的正电性,从而分明进步FPEA+在带负电的IA和IPb缺陷上的吸附性,此中p-FPEAI的吸附性最强,使其具有最好的缺陷钝化结果。 实行后果进一步证明,相比于PEAI,o-FPEAI和m-FPEAI,接纳p-FPEAI钝化钙钛矿薄膜后,钙钛矿薄膜的质量进步最为明显。p-FPEAI修饰后的器件功能最优,与实际盘算后果分歧。 随后,经过比拟三种钝化方法,即体相钝化(bulk passivation, BP),后处置钝化(post-treatment passivation, PTP)以及外表梯度钝化(surface gradient passivation, SGP),发明当利用SGP方法引入p-FPEAI钝化剂时,缺陷钝化结果最好,电荷传输功能最佳,从而完成了最优的器件功能。终极,无效面积为0.09 cm2的刚性电池服从为21.63%,VOC丧失为441 mV,相反面积柔性电池服从为21.02%。别的,当电池无效面积增长到1 cm2后,服从仍高达19.31%。该事情有助于为开辟高效宽带隙钙钛矿太阳电池提供实际引导和实行支持。 论文信息 Wide-Bandgap Perovskite Solar Cell Using a Fluoride-Assisted Surface Gradient Passivation Strategy Nan Yan, Yan Gao, Junjie Yang, Zhimin Fang, Jiangshan Feng, Prof. Xiaojun Wu, Prof. Tao Chen, Prof. Shengzhong (Frank) Liu 文章的第一作者是陕西师范大学的博士生严楠。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202216668

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