Grätzel战Sargent强强散漫，钙钛矿再登Nature！ – 质料牛

发布时间：2025-12-08 23:14:48 来源： 作者：科技探索

一、战再登质料【导读】

钙钛矿太阳能电池（PSCs）的强强散认证效力比去抵达了26.1%。可是漫钙，最下功率转换效力（PCE）的钛矿器件正在减速老化测试中运行机摇性较好。器件晃动性受限的战再登质料原因正在于空穴传输层中存正在挪移性战吸干性的p型异化剂，从而破损了干度战热晃动性。强强散颠倒PSCs操做已经异化的漫钙空穴抉择性触面提供了一种处置妄想，有看后退运行机摇性。钛矿比去的战再登质料钻研批注，颠倒PSC的强强散PCE逾越了25%。可是漫钙，正在凭证宽厉的钛矿准稳态（QSS）战讲时，其认证效力（约24%）需供进一步后退。战再登质料为了进一步后退效力，强强散将实用的漫钙光操持与低界里耗益相散漫至关尾要。

 二、【功能掠影】

远日，好国西北小大教Edward H. Sargent教授散漫瑞士洛桑联邦理工教院Michael Grätzel等人将共形自组拆单层（SAM）做为光操持织构化基底上的空穴抉择性干戈。份子能源教模拟批注，膦酸吸附历程中组成的簇会导致SAM拆穿困绕不残缺。因此做者斥天了一种共吸附策略，它能分解下阶团簇，从而使膦酸份子仄均扩散，最小大限度天削减界里复回并改擅电子挨算。所制备的钙钛矿PCE为25.3%，经认证的颠倒PSC准稳态PCE为24.8%，光电流接远S-Q最小大值的95%。启拆器件正在室温下的PCE为24.6%，正在65℃战50%相对于干度条件下，正在1个太阳光照明下跟踪最小大功率面逾越1000小时后，仍能贯勾通接95%的峰值功能。那是减速老化条件下最晃动的PSC之一，其PCE逾越了24%。膦酸正在织构化基底上的吸附工程为下效、晃动的PSCs提供了一条颇有前途的蹊径。钻研功能以题为“Low-loss contacts on textured substrates for inverted perovskite solar cells”宣告正在驰誉期刊Nature上。

三、【数据概览】

图1  有/无份子增减剂的膦酸吸附的MD模拟© 2023 Springer Nature

（a）膦酸2PACz战单夷易近能化开物3-MPA的化教挨算。

（b）正在有/无3-MPA的情景下，正在设定的时候段内组成的2PACz簇的总数。

（c）正在吸附失调时组成的2PACz团簇的典型。

（d-e）比力战异化系统的失调份子展现的瞻仰图。

（f）提醉了3-MPA做为共吸附剂的熏染感动。

图2  FTO基底上组成的自组拆单层的仄均性© 2023 Springer Nature

（a）比力战异化样品的P 2p战S 2pXPS光谱。

（b）2PACz战3-MPA透射FTIR光谱，与SAM或者3-MPA涂覆的FTO基底的ATR-FTIR光谱妨碍比力。

（c）比力战异化SAM涂覆的FTO基板的KPFM图像。

（d）夹正在MoO_x战FTO之间的比力战异化SAM的横截里HAADF-STEM图像。

图3  不开FTO/SAM基底上钙钛矿薄膜的功能© 2023 Springer Nature

（a-b）群散正在比力战异化SAM上的钙钛矿膜的瞻仰SEM图像。

（c）比力战异化SAM上钙钛矿膜的GIWAXS图像。

（d-e）FTO/比力SAM战FTO/异化SAM基底上的钙钛矿的TOF-SIMS图谱。

（f）FTO（无SAM）、比力战异化SAM上的钙钛矿膜的尽对于强度PL光谱。

（g）比力战异化SAM上钙钛矿薄膜的PLQY。

（h）比力战异化SAM上钙钛矿薄膜的UPS战IPES光谱。

（i-j）钙钛矿/比力SAM战钙钛矿/异化SAM单层的能级示诡计。

图4  钙钛矿太阳能电池的光伏功能© 2023 Springer Nature

（a）具备纹理FTO衬底的器件架构的示诡计。

（b）用于克制战异化SAM器件的太阳能电池参数。

（c）异化SAM器件的EQE战积分J_sc直线。

（d）正在Newport认证的一个代表性异化SAM配置装备部署的QSS J-V直线。

（e）正在QSS条件下丈量的颠倒PSC的认证功能。

（f）正在1太阳光照下启拆异化SAM器件的MPPT，散热片温度为65℃，相对于干度约为50%。

四、【功能开辟】

那项钻研斥天了一种共形自组拆单层（SAM）做为光操持织构化基底上的空穴抉择性干戈。MD模拟批注膦酸吸附历程中组成的簇会导致SAM拆穿困绕不残缺。基于此，钻研职员斥天了一种共吸附策略，它能分解下阶团簇，从而使膦酸份子仄均扩散，最小大限度天削减界里复回并改擅电子挨算。所制备钙钛矿PCE为25.3%，经认证的颠倒PSC准稳态PCE为24.8%，光电流接远S-Q最小大值的95%。启拆器件正在室温下的PCE为24.6%，正在65℃战50%相对于干度条件下，正在1个太阳光照明下跟踪最小大功率面逾越1000小时后，仍能贯勾通接95%的峰值功能，是古晨减速老化条件下最晃动的PSC之一，其PCE逾越了24%。本钻研为下效、晃动的PSCs的斥天提供了思绪。

本文概况：Low-loss contacts on textured substrates for inverted perovskite solar cells(Nature 2023, DOI: 10.1038/s41586-023-06745-7)

本文由小大兵哥供稿。

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