为了提高叠层器件效率,迫切需要具有高性能和稳定性的宽带隙钙钛矿太阳电池。然而钙钛矿带隙的展宽导致难以改善钙钛矿太阳电池的效率和钙钛矿中的相分离现象。
Highly Efficient and Stable Wide-Bandgap Perovskite Solar Cells via Strain Management
Advanced Functional materials 2023
DOI: 10.1002/adfm.202214381
链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202214381
在浙江大学杨德仁院士团队余学功教授研究组的研究中发现,残余应变是影响宽带隙钙钛矿器件效率和稳定性的关键因素,前驱体溶液中二甲基亚砜(DMSO)含量的增加有助于卤化铅打开层间距以形成中间相,该中间相可以提供更多的形核位点以消除与有机组分的晶格失配,此现象在连续沉积中主导了宽带隙钙钛矿生长的应变效应。
通过调整DMSO在卤化铅溶液中的含量,完成了薄膜中应变的最小化,在钙钛矿带隙为1.67 eV和1.77 eV的正式器件中分别实现了22.28%和20.45%的记录效率,极大抑制的相分离现象,使器件在4000小时的湿稳和700小时的MPP测试后仍分别保持了90–95%和80–90%的初始效率。此外,1.67 eV钙钛矿的反式器件也实现了22.3%的效率,根据IEC 61215标准,具有良好的湿热、预紫外老化和MPP稳定性,最后在钙钛矿/硅叠层太阳电池中证实了超过28.3%的效率。