能源光电材料与器件课题组
​​​​​​​​​ Tan Research Group, Nanjing University
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INEWS / 新闻中心
ACS Energy Letters发表课题组溶液法制备高效全钙钛矿三结太阳能电池的最新研究成果
来源: | 作者:闻瑾 | 发布时间: 2020-08-14 | 278 次浏览 | 分享到:

近日,南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授课题组发表了溶液法制备高效全钙钛矿三结太阳能电池的最新研究成果,该成果以《Solution Processed Monolithic All-perovskite Triple-junction Solar Cells with Efficiency Exceeding 20%》为题,在国际知名能源类期刊ACS Energy Letters上发表。https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c01184

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因具备低成本、易制备、带隙方便可调和优异光电性能等突出优点,在国际上备受关注并且发展迅速,被认为是下一代最具应用前景的低成本高效率光伏技术。目前,钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池已经达到了24.8%的效率。根据相关理论计算,理想带隙匹配下,全钙钛矿三结太阳能电池的实用效率可以达到37%以上。


1. 全钙钛矿三结太阳能电池的器件结构。

   基于此,本课题组使用目前理想匹配的1.99-1.60-1.22-eV带隙子电池,设计制备了NiO/PTAA双层结构作为中间子电池的空穴传输层,并设计了致密且具有优良导电性的互连层。最终,溶液法制备的三结全钙钛矿太阳能电池获得了20.1%的光电转换效率,取得了全钙钛矿三结太阳能电池领域的重要进展。

2. 全钙钛矿三结太阳能电池的光电性能。

最佳器件的PCE达到至20.1%,Voc2.802 VJsc8.8 mA cm-2, FF81.1%(图2b)。该器件在3分钟内测得的稳定PCE19.8%(图2c)。在三结电池中,来自三个子电池的相应EQE光谱的积分Jsc值分别为8.59.310.2 mA cm-2(图2d)。

19级电子学院与现代工学院联合培养博士生肖科和19级现代工学院直博生闻瑾为文章的共同第一作者,谭海仁教授为本文的通讯作者。本工作得到了现代工学院朱嘉教授、聂越峰教授和电子学院徐俊教授的合作指导;该工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省“双创人才”计划、国家高层次人才计划等研究项目的支持。