鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池新型摻雜劑穩定效率超21%

雙氟磺酰亞胺鋰鹽(Li-TFSI)通常被用作一種有效的摻雜劑，以改善最先進(jìn)的“n–i–p結構”鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池(PSC)中螺氧甲胺的導電性和空穴遷移率。然而，由于鋰離子(Li+)的超吸濕性和遷移性，這種摻雜會(huì )嚴重導致器件不穩定。

近日，德國亥姆霍茲埃爾朗根-紐倫堡可再生能源研究所(HIERN)李寧(注：音譯)和中國電子科技大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院教授賈春陽(yáng)聯(lián)合團隊提出了一種新型摻雜劑，有望使鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池的轉換效率和穩定性顯著(zhù)提升。相關(guān)成果發(fā)表在《材料化學(xué)》上。

在本研究中，聯(lián)合團隊提出了一種具有疏水性和高遷移阻隔性的摻雜劑——氟化Fe-Cl(F20TPP)，作為螺環(huán)中Li-TFSI的潛在替代物。優(yōu)化后的PSC功率轉換效率最高可達21.53%，穩定效率超過(guò)21%。

此外，使用新型的摻雜劑后，PSC的長(cháng)期穩定性顯著(zhù)提高，在經(jīng)過(guò)太陽(yáng)輻照度為100毫瓦/平方厘米的白光發(fā)光二極管連續照明900小時(shí)后，該器件仍保持其初始效率的84%;在無(wú)封裝的環(huán)境中，即便在50天后，PSC仍保持其初始效率的89%。

聯(lián)合團隊相信，這項工作通過(guò)結合模擬和實(shí)驗研究，解決了Li-TFSI基鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池中的內在和外在不穩定性的基本問(wèn)題。本研究開(kāi)發(fā)的新型摻雜劑可有效滿(mǎn)足未來(lái)光伏應用的需求，具有良好的效率和器件穩定性。(作者：鄭金武)

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關(guān)鍵詞： 新型摻雜劑 鈣鈦礦型 太陽(yáng)能電池 轉換效率