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26.4%認(rèn)證效率的厘米級(jí)全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池

閱讀：908 發(fā)布時(shí)間：2023/4/6

主要內(nèi)容

全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池(TSCs)有望以低成本實(shí)現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換效率。小面積(<0.1 cm2) TSCs效率的快速提高主要是由低帶隙(~1.25eV)鈣鈦礦底部子電池的進(jìn)步推動(dòng)。然而，對(duì)于寬帶隙(WBG，>1.75eV)鈣鈦礦頂部子電池目前仍存在較大的電壓和填充因子(FF)損失，特別是對(duì)于大面積(>1cm2) 的TSCs。

在這篇文章中，四川大學(xué)趙德威教授、四川大學(xué)陳聰特聘副研究員、廈門大學(xué)唐衛(wèi)華教授、瑞士聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所（EMPA）付帆博士等人開發(fā)了一種新型的自組裝單分子層 (4-(7H-dibenzo[c,g]carbazol-7-yl)butyl)phosphonic acid (4PADCB) 作為WBG鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PSCs)的空穴選擇層，該層通過抑制界面非輻射復(fù)合促進(jìn)了高質(zhì)量WBG鈣鈦礦的大面積生長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)高效的空穴提取。將4PADCB集成到器件中，研究團(tuán)隊(duì)在1.77-ev的PSC中展示了1.31V的高開路電壓(Voc)，對(duì)應(yīng)于0.46V的創(chuàng)紀(jì)錄低Voc虧損(相對(duì)于帶隙)。

使用這些WBG鈣鈦礦子電池，團(tuán)隊(duì)報(bào)告了27.0%(26.4%經(jīng)認(rèn)證穩(wěn)定)的單片全鈣鈦礦TSCs，孔徑面積為1.044cm2。經(jīng)認(rèn)證的疊層電池顯示出2.12V的高Voc和82.6%的FF出色組合。其展示的大面積TSCs具有認(rèn)證的創(chuàng)紀(jì)錄效率，是升級(jí)全鈣鈦礦疊層光伏技術(shù)的關(guān)鍵一步。

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