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西安交大科研人员在钙钛矿太阳能电池方向发表观点文章

日期:2022-07-07    点击数:     来源:

因其连续可调的光学带隙,混合卤化物钙钛矿材料在光伏领域扮演着越来越重要的角色。为了打破单结光伏器件的S-Q效率限制,科研工作者通过将钙钛矿与硅基材料串联成叠层电池的方式来提高其光电转换效率,第三方认证的光电转换效率也已经超过31%。为了进一步提高转换效率,更优的带隙匹配变得越来越重要。因此,为了实现这一目标,需要通过调节钙钛矿材料中卤素离子的比例来可以精确地设计材料的光学带隙。但相关研究表明,混合卤化物钙钛矿薄膜在连续光照下存在着卤素离子迁移而造成的相分离现象,影响薄膜的光电特性以及器件的稳定输出。

相分离现象导致开路电压亏损的内部机理示意图

科研工作者已经进行了大量的相关研究,尝试解释卤素离子迁移对太阳能电池内部组分和载流子动态迁移过程的影响。然而,至今仍然没有形成统一的理论解释。基于此,西安交通大学电子科学与工程学院电子陶瓷与器件教育部重点实验室、陕西省先进储能电子材料与器件工程研究中心阙文修教授团队于2022年7月在Cell(细胞)姊妹刊Matter(物质)上,影响因子为19.967,发表题目为Focusing on mixed-halide Br-rich perovskite solar cells: An inevitable open-circuit voltage deficit derived from photoinduced halide segregation?(聚焦混合卤化物富溴钙钛矿太阳能电池:光诱导卤素离子分离势必会导致不可避免的开路电压损失?)的观点文章。该文章不仅对现有的报道进行了详细的分析,而且针对Voc输出不达标这一困扰已久的问题提出了合理的解释,这也为制备出高性能的宽带隙钙钛矿太阳能电池器件奠定了基础。

该论文的第一作者为电信学部电子科学与工程学院博士生国玉晓,阙文修教授和尹行天副教授为共同通讯作者,西安交通大学为唯一单位。该工作得到了陕西省自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的支持。该项工作是阙文修教授团队在ACS EnergyLetters(美国化学会能源快报)、Journal of Physical Chemistry Letters(物理化学快报)、Journal of Materials Chemistry A(材料化学学报A)等工作之后在混合卤化物钙钛矿材料稳定性领域取得的又一重要成果。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2590238522002405

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