ACS Appl. Energy Mater.: 氟化鉀界面分布對鈣鈦礦太陽能電池性能和紫外線穩定性的影響

鈣鈦礦光伏電池為近空間應用的輕量級發電提供了一種有前景的解決方案。包括器件效率和長期紫外線(UV)光穩定性在內的關鍵因素是確保能量收集器件可持續性的關鍵，但鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)還有待進一步改進。

在這篇文章中，西安電子科技大學微電子學院張春福、中國科學院大連化學物理研究所王開、陜西師范大學材料科學與工程學院牛天啟等人提出了一種以氟化鉀(KF)作為SnO2中改性劑的協同界面改性策略，從而鈍化帶電缺陷并調節KF-SnO2/鈣鈦礦界面電子性能。通過研究KF二元離子組分的空間分布及其在接觸界面上的配位效應，系統地揭示了KF的優化影響。K離子可以遷移到bulk鈣鈦礦中，起到鈍化晶界和穩定晶格結構的作用，而F+-離子則傾向于保留在SnO2層內，以調整界面性質。KF共同改性有助于顯著改善PSCs的缺陷鈍化、能量取向、抑制非輻射復合和抗紫外線性能。

結果表明，基于KF-SNO2的PSCs實現了23.17%的效率，在連續紫外線照射1000小時以上或單次光照350小時后，仍保持了90%以上的初始效率。此外，研究團隊驗證了KF-SnO2在可擴展制造過程中的兼容性，證明8×4cm2柔性鈣鈦礦太陽能模塊(有效面積為26.0cm2)的效率達14.26%。這說明了基于KF的接口工程對推進升級高性能PSCs的優勢。

文獻信息

https://doi.org/10.1021/acsaem.4c01975

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