吉林大學(xué)在鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層界面優(yōu)化設(shè)計方向取得新進(jìn)展
近日，吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院張立軍教授團(tuán)隊與南京大學(xué)譚海仁教授、劍橋大學(xué)Samuel D. Stranks教授團(tuán)隊合作，在大面積全鈣鈦礦疊層太陽能電池的電子傳輸層界面優(yōu)化設(shè)計方向取得重要進(jìn)展。研究圍繞大尺寸太陽能電池器件的電子傳輸層界面優(yōu)化這一關(guān)鍵科學(xué)問題，創(chuàng)新性地引入包含一組含氟胺配體有機(jī)分子的定制二維鈣鈦礦插層，從而改善界面接觸，優(yōu)化電子提取和傳輸過程，實現(xiàn)了相應(yīng)尺寸下全鈣鈦礦疊層電池的當(dāng)前世界最高效率，成果以“Homogenized contact in all-perovskite tandems using tailored 2D perovskite”為題，于10月14日發(fā)表在Nature期刊。 G eN('0
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圖1.TTDL對電子傳輸層界面的均勻性提升 deHhl(U;
目前鈣鈦礦疊層電池大尺寸器件與小尺寸器件之間的光電轉(zhuǎn)換效率差異是制約鈣鈦礦疊層電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的重要因素。在本研究中，合作團(tuán)隊提出了一個全新的關(guān)鍵效率影響因素，即電子傳輸層（C60）沉積過程形成的頂部電子傳輸層界面的不均勻性與低接觸質(zhì)量。合作團(tuán)隊通過實驗研究和理論模擬相結(jié)合，創(chuàng)新性的在頂部電子傳輸層界面引入4-氟苯乙胺（F-PEA）和4-三氟甲基苯胺（CF3-PA）的混合物，形成定制的二維鈣鈦礦層（TTDL，圖1a）。這種設(shè)計在優(yōu)化電子傳輸層界面均勻性（圖1b-d）的同時，有效避免二維鈣鈦礦層帶來的面外方向電子輸運抑制。 }9
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圖2.TTDL對電子傳輸界面處不均勻能級對齊的改善、吸附能均勻化、電荷連通性的提升 (EGsw
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