【重點摘要】

1. AX組分:構(gòu)成鈣鈦礦的有機(jī)銨陽離子

2. 螯合配體:六氟苯等能與AX組分發(fā)生非共價相互作用的有機(jī)小分子

3. 非共價相互作用:指陽離子-π相互作用等

4. 定點調(diào)控:精確調(diào)控

5. 前驅(qū)體反應(yīng):構(gòu)成鈣鈦礦的焦磷酸甲酯和鹵化鉛等反應(yīng)

6. 鈣鈦礦光伏器件:鈣鈦礦太陽能電池

【利用陰離子-π相互作用調(diào)控鈣鈦礦太陽能電池前驅(qū)體反應(yīng)】

研究人員設(shè)計了一種通過陰離子-π相互作用精確調(diào)控鈣鈦礦太陽能電池前驅(qū)體反應(yīng)的新方法。這項研究為實現(xiàn)高效率和高穩(wěn)定性的鈣鈦礦太陽能電池提供了嶄新思路。

【陰離子-π相互作用調(diào)控前驅(qū)體反應(yīng)】

具體而言,研究人員利用六氟苯分子與鈣鈦礦前驅(qū)體中的有機(jī)陽離子發(fā)生相互作用。這種相互作用可以有效調(diào)節(jié)前驅(qū)體和鈣鈦礦化合物之間的反應(yīng)速率。這提供了一種“雙基位調(diào)控"新策略,不同于傳統(tǒng)只調(diào)控鈣鈦礦化合物的策略。

【提高太陽能電池效率與穩(wěn)定性】

應(yīng)用這種新策略生長鈣鈦礦材料的太陽能電池,其材料薄膜質(zhì)量更高,光吸收性能更優(yōu)異,相純度更高,沒有明顯缺陷。這種材料的太陽能電池功率轉(zhuǎn)換效率可達(dá)24%以上(0.08-cm2器件達(dá)到26.07%(認(rèn)證效率為25.8%),1-cm2件達(dá)到24.63%),長期穩(wěn)定性大幅提升。

【展望未來】

這項研究為鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展開拓了新方向。未來可望通過精確調(diào)控鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì),實現(xiàn)更高轉(zhuǎn)換效率與長期穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池。

補(bǔ)充圖20.對照組和六氟苯處理組太陽電池的外量子效率及集成電流密度。六氟苯組在800nm下外量子效率更高,光譜邊沿發(fā)生5nm紅移。整合計算六氟苯組的短路電流密度比對照組高0.4 mA cm2。

補(bǔ)充圖16.不同六氟苯濃度鈣鈦礦太陽能電池的J-V掃描照度效率及穩(wěn)態(tài)功率輸出。