倒钙钛矿太阳能电池效率高达21.1％耐湿性高

来源： 2021-01-14 15:53:44

澳大利亚昆士兰大学的科学家已经基于2D和3D盐的混合物制造了太阳能电池。他们声称，这种电池比仅基于3D材料的“传统”钙钛矿电池具有更高的耐湿性和耐用性。

该单元应包括基于二维(2D)钙钛矿的单元的优势，该单元通常比“常规” 3D结构提供更多的疏水性和热稳定性。但是，它还应包括3D钙钛矿电池的优点，它可以提供强光吸收，良好的电荷载流子传输和更高的功率转换效率。

最近在《自然通讯》上发表的“工程化的含阳离子阳离子的倒钙钛矿太阳能电池，效率提高了21%，并提高了对湿气的稳定性”中，该电池以倒置构造(p–i–n)构建。与标准压区结构相比，科学家将其描述为具有潜在的低温制备工艺，降低的磁滞现象并提高了在紫外线(UV)下的长期稳定性的解决方案。

该设备将氟化铅盐-2-(2,3,4,5,6-五氟苯基)乙基碘化铵(FEAI)掺入到处理溶液中，该溶液通常用于形成3D甲基铵碘化铅(MAPbI3)。。

澳大利亚团队解释说：“我们证明，相对于纯净的MAPbI3而言，少量添加剂可以提高功率转换效率以及对湿度和温度的稳定性。”“我们还表明，当处理溶液中的FEAI浓度高于临界水平时，细胞的性能就会下降。”

他们说，通过低温制造工艺，只需将0.3摩尔百分比的氟化铅盐添加到三维甲基铵碘化铅钙钛矿中，即可使电池实现21.1%的功率转换效率，而无需使用防反射涂层。所述细胞还显示出开路电压1.12伏，22.4毫安/ cm的短路电流的2，和84%的填充因数。他们还声称，没有证据表明形成了2D钙钛矿层，也没有明确定义的大型2D晶体。

该小组表示：“我们相信，这种效率与前者溶液中由2D和3D盐的混合物组成的倒钙钛矿太阳能电池所报道的最高效率相比，尽管活性层不太复杂，”

他们补充说，与3D钙钛矿混合时可以形成2D Ruddlesden-Popper(RP)钙钛矿膜的添加剂不一定必须以一定浓度使用才能形成2D / 3D混合钙钛矿膜，以稳定细胞并确保性能。近年来，Ruddlesden-Popper(RP)钙钛矿在光伏领域引起了广泛的关注，因为它们具有很高的稳定性，并且不会牺牲太多的效率。

科学家得出结论：“结果表明，如果活性层成分中没有FEAI(纯MAPbI3)或添加剂过多(少至百分之几)，则该设备的性能将较差。”“添加0.3 mol%的FEAI导致钙钛矿薄膜中没有可观察到的2D相，并且器件的性能最佳。”

倒钙钛矿太阳能电池效率高达21.1％耐湿性高

澳大利亚昆士兰大学的科学家已经基于2D和3D盐的混合物制造了太阳能电池。他们声称，这种电池比仅基于3D材料的传统钙钛矿电池具有更高的耐湿