Advanced Materials:通过组分优化构建效率高于18%的ACI型二维钙钛矿太阳电池

器件的稳定性和光电转换效率是决定太阳电池性能的两个关键因素。钙钛矿太阳电池稳定性是亟待解决的关键问题。二维钙钛矿具有明显的几何结构效应、可调的光学带隙、出色的稳定性,因此被有望解决钙钛矿太阳电池稳定性。

陕西师范大学刘生忠和赵奎教授团队借助添加剂策略,通过组分优化(GA)(MA)nPbnI3n+1(<n> = 3)型ACI钙钛矿薄膜量子阱分布,优化钙钛矿量子阱间的电荷传输,成功将钙钛矿太阳电池效率提升到18.48%,这是当前二维钙钛矿太阳电池的最高效率。研究表明,添加剂氯化甲胺(MACl)的引入可以有效改善钙钛矿的结晶质量和量子阱厚度分布,实现了低n相和高n相量子阱的梯度分布,有利于量子阱间有效的电荷转移和传输,减少了电荷的非辐射复合损失。经过添加剂处理的ACI钙钛矿太阳电池的开路电压(Voc)和填充因子(FF)得到显著提高,光电转化效率从15.79%提升到了18.48%,并且表现出出色的环境稳定性。相关论文在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201903848)上。上述工作为二维钙钛矿量子阱组分优化和稳定高效太阳电池提供了理论指导。