鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)商業(yè)化的主要障礙包括其創(chuàng)紀錄的功率轉換效率(PCE)仍然低于Shockley-Queisser極限,以及由于鈣鈦礦薄膜的晶體缺陷和器件的開路電壓(VOC)損失而導致的長期穩(wěn)定性差。
中科院寧波材料所葛子義等人采用(4-叔丁基羰基哌嗪-1-酰基)甲基三氟硼酸鉀(PTFBK)作為多功能添加劑靶向和調節(jié)PSCs的散裝鈣鈦礦缺陷和載流子動力學。除了同時鈍化陰離子和陽離子缺陷外,PTFBK還可以優(yōu)化器件的能級排列,減弱載流子與縱向光學聲子之間的相互作用,從而使載流子壽命大于3µs。此外,它還抑制了非輻射復合,提高了靶鈣鈦礦膜的結晶能力。因此,目標剛性和柔性p-i-n PSCs分別獲得了24.99%和23.48%的冠軍PCE。更重要的是,由于甲脒和氟之間的氫鍵,目標器件在最大功率點穩(wěn)定性下表現(xiàn)出顯著的熱、濕度和操作跟蹤。鈣鈦礦層中楊氏模量和殘余應力的降低也為柔性目標器件提供了良好的彎曲穩(wěn)定性。
原標題:Angew: 23.48%效率!柔性倒置鈣鈦礦太陽能電池