太阳能电池最新Science:基于α相甲酰亚胺碘化铅的高效稳定太阳能电池

材料人  |   2019-11-09 10:03

来源:材料人

引言

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池一直是能源领域的研究热点。在众多的研究对象中,甲酰亚胺碘化铅(FAPbI3)被认为是能够创造高效太阳能电池的最佳材料之一。然而,这种材料非常容易进行相变。如当环境潮湿时,黑色的α相(感光相)很容易转化为黄色的δ相(一种六角形的非钙钛矿晶相)。为了稳定材料,通常的研究会将甲胺、铯等混合离子添加到材料当中。然而,这些添加剂不仅会增大FAPbI3的带隙,还会大大降低材料的热稳定性能。

成果简介

韩国国立蔚山科学技术院的Sang Il Seok(通讯作者)团队研究发现,通过改进添加方法可以有效优化FAPbI3的性能。研究人员通过将二氯亚甲基联胺(MDACl2)作为添加剂对FAPbI3的α相进行掺杂,可以使得太阳能电池的能量转换效率达到23.7%,并且在600小时的全太阳光辐照操作后,能量转换效率依然可以维持在这一水平。将未进行包覆化的器件在150℃空气中进行退火处理20个小时以后,其能量转换效率有所降低,但依然能够达到初始效率的90%左右的水平。这些数据和现象表明,通过新型掺杂的FAPbI3太阳能电池具有优异的热稳定性和湿度稳定性,为制备高效稳定的太阳能器件提供了新的思路。2019年11月08日,相关成果以题为“Efficient, stable solar cells by using inherent bandgap of α-phase formamidinium lead iodide”的文章在线发表在Science上。

图文导读

图1 FAPbI3:xMDACl2的制备

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图2 器件性能

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图3 MDACl2掺杂导致缺陷和氯离子变化

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图4 长期稳定性测试

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文献链接:Efficient, stable solar cells by using inherent bandgap of α-phase formamidinium lead iodide(Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aay7044)

来源:icailiaoren 材料人

原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODcyMzk0Mg==&mid=2651063601&idx=4&sn=ad611fa232fb29ba9d9b4f122b8f0aa3&chksm=bd36cd388a41442edf4f5f6271cdca7c02b0089d9bd17475fbf5ca18564db47114855263aac1&scene=27#wechat_redirect

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