能源光电材料与器件课题组
​​​​​​​​​ Tan Research Group, Nanjing University
Links
Visit us
Home
News
Publication
Members
Research
INEWS / 新闻中心
JEC报道课题组在提高钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的成果
来源: | 作者:luohaowen | 发布时间: 2020-12-24 | 120 次浏览 | 分享到:

JEC近日报道了课题组在平面钙钛矿太阳能电池上的一种新型封装策略,能够同时提高电池的效率和稳定性。

具体内容如下:

钙钛矿太阳能电池以其成本低廉,制备简单,光电转换效率高等优势,成为目前光伏领域科研及产业界的前沿热点。然而,溶液法制备的多晶钙钛矿薄膜的晶粒表面(晶界和薄膜表面)存在不可避免的缺陷,导致电池的效率降低。同时,裸露的晶粒表面易受环境痕量水的影响,加速钙钛矿薄膜的分解,从而降低了器件的长期稳定性。

因此,对钙钛矿多晶薄膜晶粒表面的缺陷和防水处理,可同时提升电池的光电转换效率和长期稳定性。

近日,南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁团队提出了一种原位交联晶粒封装策略(如图1所示),在反溶剂中加入一种热交联分子NPBN4,N4’-Di (naphthalen-1-yl)-N4,N4’ -bis(4-vinylphenyl)biphenyl-4,4’-diamine)。

这种分子可在钙钛矿结晶成膜后,在钙钛矿晶界及钙钛矿薄膜的上表面形成一层交联聚合的“封装”薄膜。该交联“封装”膜既可以钝化晶粒表面的缺陷,又可以阻隔外界水的侵袭,显著地提升钙钛矿的稳定性。

该论文发表于中国科技期刊卓越行动计划重点期刊Journal of Energy Chemistry。题为“Simultaneously enhanced moisture tolerance and defect passivation of perovskite solar cells with cross-linked grain encapsulation“

由于NPB分子价带位置介于钙钛矿与空穴传输层Spiro-OMeTAD之间,这使其具有很好的空穴抽取能力,提升了空穴传输层界面的空穴抽取;且其三苯胺结构对钙钛矿晶粒表面缺陷具有良好的钝化作用,原位交联晶粒封装后的钙钛矿薄膜载流子寿命增加。此外,交联聚合后的NPB具有很强的疏水性,研究人员将原位交联晶粒封装后的钙钛矿薄膜浸泡在水中后仍能保持钙钛矿的初始黑相,并且在湿度约50%的环境中存储了30天后薄膜未发生任何分解。基于以上设计,团队实现了22.7%效率的平面结构钙钛矿太阳能电池,并且在低湿环境下(~20%RH)保存1万小时后,依然可以保持初始效率的90%以上。

推送链接:https://mp.weixin.qq.com/s/orC6zB-hDvR3I3y9fDH78A