全钙钛矿 串联太阳能电池有望超越单结太阳能电池的肖克利-奎瑟极限。然而,这些电池的实际使用目前受到与全钙钛矿串联中混合锡铅(Sn-Pb)窄带隙钙钛矿子电池相关的性能和稳定性问题的阻碍。
武汉大学方国家和柯维俊等人专注于窄带隙子电池并为其开发一种一体化掺杂策略。我们将天冬氨酸盐酸盐(AspCl)引入底部聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)和体相钙钛矿层,然后进行另一次AspCl后处理。
研究表明,单一AspCl添加剂可以有效钝化缺陷、减少Sn4+杂质并改变费米能级。此外,AspCl-Sn/Pb碘化物和AspCl-AspCl之间的强分子键可以强化结构,从而提高Sn-Pb钙钛矿的稳定性。最终,在Sn-Pb钛矿太阳能电池中实施AspCl 掺杂,单结电池的功率转换效率为22.46%。
叠层钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为27.84%(27.62%稳定效率,27.34%效率),在N2中储存2,000小时后保留率为95% 。这些结果表明,一体式AspCl掺杂是提高单结Sn-Pb钙钛矿太阳能电池及其串联电池效率和稳定性的有利策略。
Zhou, S., Fu, S., Wang, C. et al. Aspartate all-in-one doping strategy enables efficient all-perovskite tandems. Nature (2023).