Advanced Materials:莫尔光增益结构-钙钛矿太阳能电池

有机-无机杂化钙钛矿材料具有优异的光学和电学性能,成为近年来光电功能材料领域的研究热点,而高光捕获效率和高质量的钙钛矿薄膜是提高器件性能的关键。由于钙钛矿材料具有高的光吸收系数,这就需要通过设计并合理构筑光增益结构,进一步接近或突破光吸收的极限。

近日,中科院化学所宋延林研究员、李明珠研究员以及浙江大学沙威教授等合作,通过采用DVD光盘作为模板构筑光栅结构,旋转两层光栅的角度使其产生莫尔纹(Moiré纹),实现光栅数“1+1=3”。计算模拟结果表明,当旋转角度达到30o时,其Moiré光增益结构使得整个器件能够获得最大的光捕获效率,其中所设计构筑的Moiré光增益结构钙钛矿薄膜的吸收极限已经接近并部分超过实际Yablonovitch 4n2吸收极限的平均值,从而大幅提高钙钛矿光电转换器件的光电转换效率20.17% (MAPbI3) 以及 21.76% ((FAPbI3)1-x (MAPbBr3)x),该方法适用于多种体系钙钛矿太阳能电池的制备过程,拓宽了钙钛矿太阳能电池的使用范围,该工作为制备高光捕获效率的光电转换器件提供了新的方法和思路。相关结果发表在Advanced Materials期刊上(论文信息附后),通讯作者是中科院化学所宋延林研究员、李明珠研究员以及浙江大学沙威教授,第一作者是汪洋助理研究员。

莫尔钙钛矿期间的光电性能表征

论文信息:

Colorful Efficient MoiréPerovskite Solar Cells

Yang Wang,Yangjie Lan,Qian Song,Florian Vogelbacher,Ting Xu,Yan Zhan,Mingzhu Li,Wei E. I. Sha,Yanlin Song

Advanced Materials

DOI: 10.1002/adma.202008091