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通过电子传输层设计实现锡基钙钛矿太阳能电池的超高空穴开路电压

DOI：10.1038/s41467-020-15078-2 期刊：Nature Communications 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 锡基钙钛矿作为解决铅基钙钛矿毒性和理论效率限制的潜在候选材料正崭露头角。然而，锡基钙钛矿太阳能电池的电压和效率远低于铅基同类产品。本研究采用具有更高能级的茚-C60双加成物作为电子传输材料，有效抑制了远程掺杂导致的载流子浓度升高，显著降低了界面载流子复合。该材料还能提升器件的最大可获得光电压。结果表明，使用茚-C60双加成物使器件获得0.94V的超高开路电压，较基于[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯器件0.6V的开路电压提升超过50%。经权威独立光伏测试实验室验证，该器件实现了12.4%的创纪录光电转换效率。
作者： Hansheng Li，Liwei Chen，Fei Wang，Xianyuan Jiang，Cheng Wang，Peihong Cheng，Yuequn Shang，Zhijun Ning，Qi Wei，Qi Chen，Wenjia Zhou
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过开发具有更高开路电压和效率的锡基钙钛矿太阳能电池，以解决铅基钙钛矿的毒性和理论效率限制问题。

研究成果

使用ICBA作为电子传输层（ETL）使器件电压提升至0.94 V，显著高于采用PCBM作为ETL的器件（0.6 V）?；贗CBA的器件展现出前所未有的12.4%高效率，比迄今报道的最高效率高出近30%。

研究不足

长时间光照下的效率衰减可能归因于离子迁移或载流子在界面处的积累。

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