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郑大郭强、国家纳米科学中心周二军《Nano Today》：单结钙钛矿电池及有机叠层电池获得17.8%和21.4%的能量转换效率

时间：2022-08-28 来源：浏览：

郑大郭强、国家纳米科学中心周二军《Nano Today》：单结钙钛矿电池及有机叠层电池获得17.8%和21.4%的能量转换效率

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功能介绍聚集海内外化学化工、材料科学与工程、生物医学工程领域最新科学前沿动态，与相关机构共同合作，发布实用科研成果，结合政策、资本、商业模式、市场和需求、价值评估等诸要素，构建其科技产业化协同创新平台，服务国家管理机构、科研工作者、企业决策层。

收录于合集

#单结钙钛矿太阳能电池（PSCs） 1 个

#空穴传输 4 个

#CsPbI2Br 4 个

#PTQ10 1 个

#光电转换效率 4 个

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在全无机钙钛矿中， CsPbI ₂ Br 具有优异的热稳定性、合适的带隙，在单结钙钛矿太阳能电池（ PSCs ）和钙钛矿 / 有机叠层太阳能电池（ TSCs ）方面显示出很好的应用前景。目前，在高效率钛矿太阳能电池中使用最多的空穴传输层材料是 spiro-OMeTAD 。然而，在 CsPbI ₂ Br PSCs 中，由于 CsPbI ₂ Br 的价带与 spiro-OMeTAD 的 HOMO 能级之间的较大的能量差导致了较大的开路电压损失。此外， spiro-OMeTAD 中的具有挥发性和吸湿性掺杂剂会降低器件的稳定性。因此，使用无掺杂空穴传输材料对于进一步提升 CsPbI ₂ Br PSCs 的效率和稳定性具有重要意义。

在本论文中，郑州大学郭强副教授和国家纳米科学中心周二军研究员，使用合成简单，低成本的聚合物 P TQ10 作为 CsPbI ₂ Br PSCs 的空穴传输层材料。由于 P TQ10 与 CsPbI ₂ Br 的能级更加匹配减少了开路电压损失，单结 CsPbI ₂ Br PSCs 获得了 1 .4 V 的高开路电池。而且， PTQ10 分子中的卤素原子能够钝化钙钛矿表面，从而可以有效降低载流子的界面复合。最终，使用 P TQ10 作为空穴传输层的单结 CsP bI ₂ Br PSCs 获得了 1 7 . 8 % 的光电转换效率，是迄今文献报道的单结 CsP bI ₂ Br PSCs 效率的最高值；同时基于 P TQ10/MoO ₃ / Ag/PFN-Br 中间层制备的 CsP bI ₂ Br /P M6:Y6 叠层太阳能电池也获得了 2 1 . 4 % 的光电转换效率。

图 1： PTQ 10 的分子结构图； CsPbI ₂ Br PSCs 和 TS Cs 的器件结构图以及对应的 J-V 曲线

相关研究发表在 Nano Today 上（ Na no Today. 2022, 46, 101586 ），该工作的第一作者为郑州大学 - 国家纳米科学中心联合培养硕士生 丁远家 ，郑州大学 郭强副教授 和国家纳米科学中心 周二军研究员 为共同通讯作者。该工作得到了郑州大学青年拔尖人才项目、河南省自然科学基金项目、中国科学院战略重点研究项目以及国家自然科学基金的资助。

原文链接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013222002146

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