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通过合理设计体异质结电子传输层增强倒置钙钛矿太阳能电池的近红外光响应

DOI：10.1002/advs.201901714 期刊：Advanced Science 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 如何将钙钛矿太阳能电池（PVSCs）的光电响应范围拓展至近红外（NIR）/红外光区，从而更高效地利用太阳辐射，已成为该领域极具吸引力的研究课题。本研究系统优化了倒置结构PVSC中典型的富勒烯电子传输层（ETL），以增强器件的近红外光电响应。通过向富勒烯ETL中引入低带隙非富勒烯受体（NFA），旨在拦截穿透器件的近红外光。然而，尽管该混合NFA能与富勒烯形成II型电荷转移，却因近红外光激发态解离效率低下而无法提升器件性能。研究发现，添加p型聚合物可有效解决该问题。三元体异质结（BHJ）ETL通过优化能级级联排列和提升空穴迁移率，显著增强了器件的近红外响应特性。进一步调控该BHJ ETL的形貌后，最终器件在800 nm波长处实现了40%的外量子效率，光电响应范围延伸至950 nm近红外区，贡献了约9%的总光电流。本研究揭示了一种提升倒置PVSC近红外响应的高效简易方法。
作者： Chih-I Chen，Shengfan Wu，Yen-An Lu，Chia-Chen Lee，Kuo-Chuan Ho，Zonglong Zhu，Wen-Chang Chen，Chu-Chen Chueh
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

将钙钛矿太阳能电池（PVSCs）的光响应范围扩展至近红外（NIR）/红外光区域，以更有效地利用太阳辐射。

研究成果

该研究成功展示了一种通过工程化电子传输层并优化其形貌来增强倒置钙钛矿太阳能电池近红外光响应的有效且简便的方法。所制备的钙钛矿太阳能电池在800纳米波长处实现了40%的外量子效率，光响应范围延伸至近红外区域（至950纳米），为总光电流贡献了约9%。

研究不足

该研究因使用富勒烯电子传输层与NFA混合材料时，近红外光诱导的光激子解离效果不佳而受到限制。为解决这一局限，必须添加p型聚合物。

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