Michael Grätzel今日Science: CuSCN基钙钛矿太阳能电池效率超20％

Allen 7年前 (2017-09-29) 7496浏览

【背景介绍】

有机 - 无机钙钛矿太阳能电池（PSC）中吸收层的形成和组成有助于实现功率转换效率（PCE）> 20％。钙钛矿太阳能电池由上到下分别为玻璃、FTO、电子传输层（ETM）、钙钛矿光敏层、空穴传输层（HTM）和金属电极。目前较高效率的钙钛矿太阳能电池保留TiO₂层，并使用螺-OMeTAD [2,2'，7,7'-四（N，N-二-对-甲氧基苯基-胺）9,9'-螺二芴]或基于聚合物的PTTA（聚三芳基胺）作为空穴传输材料（HTM）。然而，这些HTM的成本对于大规模应用来说是非常高的。

【成果简介】

北京时间2017年9月29日，Science在线发表了瑞士洛桑联邦理工学院M. Ibrahim Dar和Michael Grätzel（共同通讯）等人题为“Perovskite solar cells with CuSCN hole extraction layers yield stabilized efficiencies greater than 20%”的文章，该团队使用快速溶剂去除法，以CuSCN作为空穴提取层，产生紧凑，高度保形的CuSCN层，促进载流子快速提取和收集，并由此证明了PSC达到超过20％的稳定效率。PSC在长期加热下表现出较高的热稳定性，但其运行稳定性差。这种不稳定性起因于潜在的CuSCN/Au接触降解。在CuSCN和金之间添加导电性还原氧化石墨烯间隔层，PSC在60摄氏度下在最大功率点运转1000小时后仍保持其初始效率的95％。最重要的是，在连续全日光照射和热应激下，CuSCN基PSC超过了spiro-OMeTAD基PSC的稳定性。

【图文导读】

图1 涂覆在玻璃和钙钛矿层上的CuSCN膜的结构表征

图2 原始和CuSCN涂覆的钙钛矿样品的形态表征和对含有不同电荷提取层的原始膜和钙钛矿膜进行的稳态和时间分辨光致发光研究