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破纪录:我院实现户内光伏最高效率40.1%
2021年06月03日  

钙钛矿太阳能电池不仅在AM1.5阳光下表现出高效率,而且在室内、阴天、清晨、傍晚等弱光环境中也有很大的应用潜力。但是,它们的性能仍然受到严重陷阱诱导的非辐射复合的影响,特别是在弱光条件下。鉴于此,2021年5月31日陕西师范大学新能源高等技术研究院任小东&赵奎&刘生忠团队于AM刊发使用微米厚钙钛矿薄膜通过整体陷阱钝化实现 40.1% 的低光太阳能电池效率记录的研究成果。开发了一种整体钝化策略来减少表面和微米厚钙钛矿薄膜体相中的陷阱,在 301.6 µW cm-2暖光发光二极管 (LED) 光下达到创纪录的 40.1% 的光电转化效率。胍钝化钙钛矿薄膜体相和 2-(4-甲氧基苯基)乙胺氢溴酸盐(CH3O-PEABr)钝化钙钛矿表面协同抑制陷阱态。钙钛矿薄膜的电荷载流子寿命分别增加了十倍和五倍,分别在晶体表面和块体中分别达到 981 ns 和 8.02 µs。降低的非辐射复合损耗转化为 1.00 V 的高开路电压 (Voc)、152.10 µA cm-2的高短路电流 (Jsc) 和 79.52% 的填充因子 (FF)。该性能在室内光照下测量的所有光伏器件中也是最高的。这项针对微米厚钙钛矿薄膜的陷阱钝化工作为高性能、自供电物联网设备铺平了道路。

  相关研究成果以题为“40.1% Record Low-Light Solar-Cell Effciency by Holistic Trap-Passivation using Micrometer-Thick Perovskite Film”发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。上述工作得到中科院A类先导专项“临近空间科学实验系统”、国家重点研发计划、国家自然科学基金、111工程基金、中央高校基金、长江学者和创新研究团队以及山西科技厅等项目的资助。(图:任小东)

  文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202100770

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