Nature：26.4%認證效率的厘米級全鈣鈦礦疊層太陽能電池 | 四川大學(xué)趙德威、陳聰、廈大唐衛(wèi)華、EMPA付帆

發(fā)表時間：2023-04-06 09:57

主要內(nèi)容

全鈣鈦礦疊層太陽能電池(TSCs)有望以低成本實現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換效率。小面積(<0.1 cm2) TSCs效率的快速提高主要是由低帶隙(~1.25eV)鈣鈦礦底部子電池的進步推動。然而，對于寬帶隙(WBG，>1.75eV)鈣鈦礦頂部子電池目前仍存在較大的電壓和填充因子(FF)損失，特別是對于大面積(>1cm2) 的TSCs。

在這篇文章中，四川大學(xué)趙德威教授、四川大學(xué)陳聰特聘副研究員、廈門大學(xué)唐衛(wèi)華教授、瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所（EMPA）付帆博士等人開發(fā)了一種新型的自組裝單分子層 (4-(7H-dibenzo[c,g]carbazol-7-yl)butyl)phosphonic acid (4PADCB) 作為WBG鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的空穴選擇層，該層通過抑制界面非輻射復(fù)合促進了高質(zhì)量WBG鈣鈦礦的大面積生長，從而實現(xiàn)高效的空穴提取。將4PADCB集成到器件中，研究團隊在1.77-ev的PSC中展示了1.31V的高開路電壓(Voc)，對應(yīng)于0.46V的創(chuàng)紀錄低Voc虧損(相對于帶隙)。

使用這些WBG鈣鈦礦子電池，團隊報告了27.0%(26.4%經(jīng)認證穩(wěn)定)的單片全鈣鈦礦TSCs，孔徑面積為1.044cm2。經(jīng)認證的疊層電池顯示出2.12V的高Voc和82.6%的FF出色組合。其展示的大面積TSCs具有認證的創(chuàng)紀錄效率，是升級全鈣鈦礦疊層光伏技術(shù)的關(guān)鍵一步。

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文獻信息

All-perovskite tandem 1 cm2 cells with improved interface quality

Rui He, Wanhai Wang, Zongjin Yi, Felix Lang, Cong Chen, Jincheng Luo, Jingwei Zhu, Jarla Thiesbrummel, Sahil Shah, Kun Wei, Yi Luo, Changlei Wang, Huagui Lai, Hao Huang, Jie Zhou, Bingsuo Zou, Xinxing Yin, Shengqiang Ren, Xia Hao, Lili Wu, Jingquan Zhang, Jinbao Zhang, Martin Stolterfoht, Fan Fu, Weihua Tang & Dewei Zhao

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