華北電力大學李美成Angew:揭示和抑制晶面相關的離子遷移以提高鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩定性2024-09-19 12:38來源:gessey瀏覽數:180次
離(li)(li)子(zi)遷(qian)移(yi)(yi)是阻礙鈣鈦礦太陽能(neng)電池(chi)(PSCs)長(chang)期穩定性(xing)的(de)(de)(de)主(zhu)要問題。作(zuo)為金屬鹵(lu)化物鈣鈦礦材料的(de)(de)(de)固有(you)特(te)性(xing),離(li)(li)子(zi)遷(qian)移(yi)(yi)與原子(zi)排列和配位密(mi)切(qie)相關,這(zhe)(zhe)些(xie)是不(bu)同晶(jing)(jing)面的(de)(de)(de)基(ji)本特(te)征差(cha)異(yi)。在這(zhe)(zhe)里,華北電力(li)大學(xue)李(li)美成等人報道了(le)與晶(jing)(jing)面相關的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)遷(qian)移(yi)(yi)問題,并(bing)通(tong)過精細調節晶(jing)(jing)面取(qu)向(xiang)來(lai)實現對(dui)鈣鈦礦中(zhong)離(li)(li)子(zi)遷(qian)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)抑制。我(wo)們展(zhan)示了(le)(100)晶(jing)(jing)面比(111)晶(jing)(jing)面更容易(yi)受到陽離(li)(li)子(zi)的(de)(de)(de)遷(qian)移(yi)(yi)。遷(qian)移(yi)(yi)差(cha)異(yi)的(de)(de)(de)主(zhu)要原因(yin)是(111)晶(jing)(jing)面中(zhong)的(de)(de)(de)陽離(li)(li)子(zi)遷(qian)移(yi)(yi)路徑(jing)(jing)與(100)晶(jing)(jing)面中(zhong)的(de)(de)(de)路徑(jing)(jing)不(bu)同,這(zhe)(zhe)增(zeng)加(jia)(jia)了(le)活躍的(de)(de)(de)遷(qian)移(yi)(yi)能(neng)量,并(bing)削(xue)弱了(le)操(cao)(cao)作(zuo)期間電場(chang)的(de)(de)(de)貢獻。通(tong)過在抗(kang)溶劑中(zhong)添加(jia)(jia)水(H2O)的(de)(de)(de)簡單綠色方法,制備了(le)以(111)晶(jing)(jing)面為主(zhu)的(de)(de)(de)鈣鈦礦薄(bo)膜,進一步在常規平面PSCs上(shang)(shang)實現了(le)26.0%的(de)(de)(de)光(guang)電轉換效率(PCE,認證(zheng)值25.4%),在反向(xiang)PSCs上(shang)(shang)實現了(le)25.8%的(de)(de)(de)效率。此外,未封(feng)裝的(de)(de)(de)PSCs在模擬(ni)AM1.5光(guang)照下(xia)經過3500小時操(cao)(cao)作(zuo)后,仍能(neng)保持95%的(de)(de)(de)初始PCE。
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