全部
▼
554
0 钙钛矿太阳能电池（PSCs）凭借低成本、高效率等优势，正在挑战传统硅基电池的主导地位。但要实现商业化，扩大电池面积的同时保持高效率和稳定性是个难题。清华大学团队在《Advanced Materials》发表研究，引入有机小分子BNCl，成功制备出面积12平方厘米、效率22.81%的PSC模组，小面积单体效率达25.04%，稳定性也创历史新高。
实验室中，实现26%以上效率的钙钛矿电池并不难，但这些大多是小面积器件。一旦扩大面积，膜层均匀性、界面缺陷、电荷传输等问题就会成倍放大，导致效率和稳定性大幅下降。这就是大面积制备钙钛矿电池的难点所在。
清华大学团队创新性地引入氯取代芳杂多环化合物BNCl，它具有三大核心功能。首先，BNCl可以调控结晶，提高膜层质量。它能与前驱体中的PbI₂和DMSO发生强相互作用，调控钙钛矿晶体的生长路径，促进晶体沿(111)晶面优先取向，提高结晶度和稳定性。
其次，BNCl可以在晶界和界面形成致密覆盖层，有效钝化Pb⁰深能级缺陷，抑制非辐射复合，减少离子迁移。这正是解决长期失效的关键，从而提升器件的稳定性。此外，BNCl还能促进电荷输运，提高能量转换效率。它在空穴传输层/钙钛矿界面改善能级匹配，提高空穴迁移率，使电流–电压曲线无明显迟滞，光电转换效率稳定。
这项研究采用两步旋涂法，先引入BNCl于PbI₂前驱体，再加入氨盐溶液实现钙钛矿转化，最终构建FTO/SnO₂/钙钛矿/Spiro-OmetaD/Au器件结构。通过调控前驱体膜层形貌和界面工程双重手段，实现了从小面积到大面积的高一致性、高性能制备。
我感兴趣
