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南開大學張曉丹AEM：23.34%PCE！通過碘化銦添加劑實現高效錫鉛混合鈣鈦礦太陽能電池

發表時間：2024-02-04 15:15

主要內容

低帶隙錫（Sn）-鉛（Pb）混合鈣鈦礦太陽能電池的效率有望超過純鉛太陽能電池。然而，SnI₂和PbI₂與有機鹽相互作用速率的差異使錫鉛混合鈣鈦礦層中Sn^²⁺和Pb^²⁺的空間分布不均勻。這導致了富含Sn的表面，從而引發更嚴重的Sn^²⁺氧化和非輻射復合。

在這篇文章中，南開大學張曉丹等人開發了一種在鈣鈦礦前體溶液中引入銦離子（In³⁺）以在與有機鹽反應時和Sn^²⁺競爭的策略。因此，鈣鈦礦薄膜的成核和結晶得到了很好的控制，從而提高了薄膜質量，表面Sn/Pb比更平衡。此外，與Sn^²⁺相比，In³⁺具有較低的還原電勢，這可以為Sn^²⁺氧化產生額外的能量勢壘。薄膜質量的提高和表面氧化的減少導致電子轉移加速和載流子復合速率降低。改進后的器件實現了23.34%的功率轉換效率（PCE），是用PCBM制備的錫鉛混合太陽能電池中功率轉換效率*高的器件之一。