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巨力光電（北京）科技有限公司>>技術文章>>劉明偵Advanced Science：鈣鈦礦太陽能電池中表面極性分子如何增強開路電壓

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劉明偵Advanced Science：鈣鈦礦太陽能電池中表面極性分子如何增強開路電壓

閱讀：1085        發(fā)布時間：2023/4/25
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主要內容

開路電壓(Voc)的提高為鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的性能向理論極限發(fā)展提供了突破口。通過有機鹵化銨鹽(例如苯乙基銨離子PEA+和苯甲基銨離子PMA+)進行表面改性是抑制缺陷密度的最直接策略之一，從而提高Voc。然而，高開路電壓背后的機制尚不明確。


在這篇文章中，電子科技大學劉明偵團隊將極性分子PMA+應用于鈣鈦礦與空穴傳輸層之間的界面，獲得了1.175 V的高Voc，與未經(jīng)處理的器件相比增加了100 mV以上。結果表明，表面偶極子的等效鈍化效應有效地改善了空穴準費米能級的分裂。最終，缺陷抑制和表面偶極子等效鈍化效應的共同作用使Voc整體顯著增強。由此產生的PSCs器件效率高達24.10%。通過表面極性分子對PSCs中高Voc的貢獻來確定，極性分子可以實現(xiàn)更高的電壓，為高效鈣鈦礦太陽能電池提供途徑。


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圖1：薄膜制備過程和表面形貌

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圖2：鈣鈦礦薄膜的掠射廣角X射線散射(GIWAXS)圖像


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圖3：表面結合及鈍化效果的表征


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圖4：器件結構及光伏性能


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圖5：場效應鈍化和載流子密度模擬


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文獻信息

How Do Surface Polar Molecules Contribute to High Open-Circuit Voltage in Perovskite Solar Cells?

Yinyi Ma, Chengsong Zeng, Peng Zeng, Yuchao Hu, Faming Li, Zhonghao Zheng, Minchao Qin, Xinhui Lu, Mingzhen Liu


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