混合Sn–Pb钙钛矿太阳能电池效率突破28.8%

主要观点总结

文章介绍了混合Sn-Pb钙钛矿太阳能电池中面临非辐射复合和性能衰退的问题，以及通过采用新的表面添加工程和钝化处理技术来解决这些问题的策略。采用二胺螯合剂实现表面钝化，减少了界面复合，提高了电池的光电转换效率和稳定性。

关键观点总结

关键观点1: 混合Sn-Pb钙钛矿太阳能电池面临的问题

非辐射复合和性能衰退限制了应用规模，表面Sn的过量导致成分梯度形成，加剧氧化，降低器件效率和稳定性。

关键观点2: 新的表面处理策略

通过添加剂工程和后处理技术，引入二胺螯合剂实现表面钝化，优先螯合锡原子，去除多余锡，平衡Sn:Pb比，形成抗氧化低维势垒层。

关键观点3: 光电转换效率和稳定性

使用1,2-二氨基丙烷改善钝化层均匀性，实现更均匀的表面钝化，光电转换效率达到28.8%。封装后的串联电池在模拟一太阳照明下工作1000小时后仍保留初始效率的90%，表现出卓越稳定性。

关键观点4: 研究成果的影响

该研究对于提高电池性能、加速串联钙钛矿商业应用具有重要意义，相关研究成果发表在《Nature Energy》杂志上。

文章预览

当前全钙钛矿叠层电池中，特别是在混合锡-铅（Sn-Pb）低带隙层内，非辐射复合及其随时间性能逐步衰退的问题严重限制了应用规模。表面Sn的过量导致了成分梯度的形成，这一梯度加剧了氧化，进一步降低了器件的效率和稳定性。因此，需要采用新的表面添加工程和钝化处理技术来降低电池的表面缺陷，降低Sn2+的氧化敏感性，从而提升混合Sn-Pb单结电池和串联的器件性能。 加拿大多伦多大学/美国西北大学化学系Edward H. Sargent院士和陈斌助理教授，以及美国托莱多大学鄢炎发教授团队合作通过添加剂工程和后处理技术，特别是引入二胺螯合剂，提出了一种有效的表面钝化策略。该方法优先螯合锡原子，去除了薄膜表面的多余锡，平衡了Sn:Pb的化学计量比，形成了抗氧化的低维势垒层，从而减少了界面复合。通过进一步使用1,2-二氨基丙烷来改善钝化 ………………………………