回复材料那些事:刷新了该尺度全钙钛矿叠层太阳电池的世界纪录效率,进一步推动了全钙钛矿叠层太阳电池的产业化进程。
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全钙钛矿叠层太阳能电池前景广阔,但其窄带隙底部子电池关键材料锡 - 铅(Sn–Pb)混合钙钛矿,因结晶过程不均衡,薄膜不均匀,限制了功率转换效率(PCE)提升。华中科技大学陈超、宋海胜和唐江等人在“Nature Photonics”发文。 团队系统研究Sn–Pb薄膜形成过程,发现Sn基钙钛矿总结晶能垒受二甲基亚砜(DMSO)脱附限制,Pb基钙钛矿DMSO脱附能垒小。通过调控DMSO含量平衡结晶势垒,实现Sn–Pb钙钛矿同步结晶,制备出高质量均匀薄膜。 基于此,成功制备单结Sn–Pb钙钛矿太阳能电池,PCE达22.88% ;用无抗溶剂法制备全钙钛矿叠层器件,获认证PCE为28.87%,未封装叠层器件在1个太阳光照下MPPT测试约450小时后,仍保持87%初始PCE。 研究亮点在于首次揭示结晶机制,量化调控DMSO/[Pb+Sn]比率优化薄膜性能,实现单结与叠层电池PCE提升。虽Sn–Pb NBG钙钛矿演变过程复杂,仍需更多研究,但该成果为优化材料提供指导,有望推动全钙钛矿叠层太阳能电池PCE突破30%。