11 月 30 日消息，華南理工大學(xué)昨日（11 月 29 日）發(fā)布博文，表示在嚴(yán)克友教授的帶領(lǐng)下，該校團(tuán)隊(duì)針對(duì)鈣鈦礦電池光熱穩(wěn)定性差的行業(yè)難題，利用綠色配體演變策略，調(diào)控全無(wú)機(jī)窄帶隙鈣鈦礦薄膜的成核結(jié)晶，成功制備了全球首個(gè) 2 端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層電池，85 ℃光熱穩(wěn)定性老化測(cè)試表現(xiàn)良好。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介

段程皓博士為本文第一作者，嚴(yán)克友教授為唯一通訊作者，華南理工大學(xué)為第一完成單位，論文合作者包括德國(guó) Christoph J. Brabec 教授，瑞典林雪平大學(xué)高峰、王鋒教授，香港中文大學(xué)路新慧教授，國(guó)家納米中心丁黎明研究員等。附上截圖如下：

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池長(zhǎng)期光穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的有效途徑之一，就是使用全無(wú)機(jī)鈣鈦礦，也就是用無(wú)機(jī)陽(yáng)離子（如 Cs+）取代有機(jī)陽(yáng)離子（如甲銨基（MA+）和甲脒（FA+））制備。

全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池有望打破效率瓶頸，并解決鈣鈦礦電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

然而，錫離子誘導(dǎo)的較差薄膜形貌和深陷阱態(tài)，無(wú)機(jī)窄帶隙鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率較低，導(dǎo)致目前還沒(méi)有關(guān)于 2 端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池的報(bào)道。

團(tuán)隊(duì)突破

該團(tuán)隊(duì)采用對(duì)甲苯磺酰肼的配體演變策略制備了帶隙為 1.31 eV 的無(wú)機(jī)窄帶隙 CsPb0.4Sn0.6I3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

配體演變策略實(shí)現(xiàn)了一箭三雕的作用，即：

低溫處理階段對(duì)甲苯磺酰肼作為配體調(diào)控鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶過(guò)程，

高溫處理時(shí)將薄膜中的 Sn4 + 還原成 Sn2 + 減少深能級(jí)陷阱態(tài)，

同時(shí)對(duì)甲苯磺酰肼的生成產(chǎn)物對(duì)甲苯磺酸又可以作為新的配體鈍化鈣鈦礦薄膜的缺陷態(tài)。

帶隙 1.31 eV 的 CsPb0.4Sn0.6I3 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池獲得了 17.41% 的破紀(jì)錄效率。結(jié)合帶隙為 1.92 eV 的 CsPbI2Br 頂電池，首次成功構(gòu)建了效率為 22.57%（認(rèn)證為 21.92%）的 2 端全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池。

項(xiàng)目前景

全無(wú)機(jī)鈣鈦礦疊層電池的成功構(gòu)建，有望在未來(lái)解決有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池光熱穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

該團(tuán)隊(duì)未來(lái)將針對(duì)減少無(wú)機(jī)寬帶隙子電池的電壓損耗、提高無(wú)機(jī)窄帶隙子電池的穩(wěn)定性以及減少?gòu)?fù)合層連接時(shí)的電壓損耗，降本增效等開(kāi)展進(jìn)一步的研究。