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李炫华教授课题组Angew:优化埋底界面接触和抑制界面复合实现25.87%高效率反式钙钛矿太阳能电池

邃瞳科学云  · 公众号  · 科技自媒体  · 2024-09-01 08:55
    

主要观点总结

本文介绍了通过引入p-XPA界面层解决反式钙钛矿太阳能电池中NiO x 空穴传输层与钙钛矿界面接触不佳的问题。通过优化空穴传输层表面平整度、改善界面接触和钝化钙钛矿薄膜底部缺陷,最终实现了器件光电转换效率达到25.87%(认证效率为25.45%),稳定性也得到明显改善。

关键观点总结

关键观点1: 文章背景介绍

介绍了钙钛矿太阳能电池(PSCs)的优点和挑战,以及氧化镍(NiO x )在反式PSCs中的应用和存在的问题。

关键观点2: 文章亮点介绍

通过引入p-XPA界面层,促进了SAMs均匀化,优化了界面接触和能级排列,降低了载流子转移势垒;p-XPA分子带有的两个磷酸基不仅可以与Pb 2+ 结合,还与FA + 形成氢键,钝化了钙钛矿薄膜底表面缺陷。

关键观点3: p-XPA对空穴传输层的影响

通过动态旋涂的方法引入p-XPA界面层,优化了空穴传输层表面形貌和电学性能,提高了空穴传输层的电导率和空穴迁移率。

关键观点4: p-XPA对钙钛矿薄膜的影响

p-XPA界面层的引入显著提升了钙钛矿薄膜的质量,增加了晶粒尺寸,降低了表面粗糙度,有效钝化了薄膜缺陷。

关键观点5: 器件性能与稳定性

经过p-XPA修饰后,器件的光电转换效率达到了25.87%(认证效率为25.45%),同时器件的操作和热稳定性也得到了提升。


文章预览

第一作者:何希来 通讯作者:李炫华教授、曹琦博后 通讯单位:西北工业大学 论文DOI: 10.1002/ange.202412601 全文速览 Me-4PACz自组装材料被认为是解决反式钙钛矿太阳能电池(PSCs)中氧化镍(NiO x )表面问题的一种非常有效方法。然而,其不均匀的成膜性和不能有效钝化钙钛矿薄膜底部缺陷的问题,限制了器件性能的提高。因此,引入了含有双磷酸基(-PO 3 H 2 )的对亚苯基二膦酸(p-XPA)作为NiO x /Me-4PACz与钙钛矿层之间的界面层。P-XPA不仅可以优化空穴传输层表面平整度和界面接触。同时,还能实现更好的能级对齐。此外,p-XPA的-PO 3 H 2 可以与Pb 2+ 螯合,与FA + (甲脒离子)形成氢键,从而钝化钙钛矿薄膜底部缺陷,抑制埋底界面的非辐射复合损失。最终,p-XPA修饰的器件实现了25.87%的冠军功率转换效率(PCE)(认证为25.45%)。p-XPA修饰的器件也表现出 ………………………………

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