Advanced Science 19.6%效率！共型生长高效稳定1D/3D钙钛矿大面积光伏模组

【导读】

目前钙钛矿太阳能电池的稳定性问题的瓶颈仍然是一个挑战。钙钛矿表面和晶界缺陷引起的非辐射复合也会限制其光伏性能。即使在封装的器件中，钙钛矿结构不稳定的表面和界面发生的不利离子扩散也会严重影响器件的稳定性。特别是对于组件，离子扩散不仅发生在钙钛矿层到表面的垂直扩散，而且发生在子电池之间的相互连接区域。因此，发展多功能界面调制材料，同时兼顾表面稳定性、缺陷钝化和促进电荷输运是迫切需要的。

【成果掠影】

厦门大学李静教授和尹君副教授等人通过新型的苯并咪唑盐后处理钙钛矿表面，在3D钙钛矿薄膜表面获得共形生长的一维层，进而形成1D/3D结构。研究表明，1D层不仅能够有效地钝化器件的界面缺陷，从而降低器件的开路电压损失，而且能够促进器件的高效电荷传输。通过抑制器件或组件中碘化物的横向和纵向扩散，提高器件的性能。小面积器件获得了24.3%效率；有效面积为18cm²大面积组件获得了19.6%效率。在AM 1.5 G 光照500 h 或在85度和85%相对湿度的条件下1000 h后，组件的稳定性优异。这种基于一维结构的新型钝化策略考虑到原位保形生长简单、保形覆盖均匀、界面稳定性好等特点，对于制备高效稳定的钙钛矿型太阳能电池组件具有重要意义。

【数据概览】

图1 一维钙钛矿层的晶体和电子结构研究

图2 一维/三维钙钛矿结晶度及结构演化分析

图3 一维/三维结构的特征器件性能

图4 基于一维/三维结构的光伏组件研究

参考文献

Conformal Imidazolium 1D Perovskite Capping Layer Stabilized 3D Perovskite Films for Efficient Solar Modules, Advanced Science（2022）.

Doi: 10.1002/advs.202204017

http://doi.org/10.1002/advs.202204017