华东师范大学最新Science：表面硫化构建高效倒置钙钛矿太阳能电池的异质结

温华 2年前 (2022-01-28) 5343浏览

【引言】

钙钛矿太阳电池(PSCs)在常规(n-i-p) PSCs中已达到功率转换效率(PCEs)>25%，而倒置(p-i-n)PSCs的PCEs仅介于22%至23%之间。这种劣化性能的根源尚不清楚，但异质结接触的不同可能是其根本原因。非辐射复合发生在与载流子传输层的接触处，因此限制PSC性能的是接触异质结，而不是钙钛矿或传输层本身。在规则的PSCs中，介孔支架中的钙钛矿在性质上倾向于比体相钙钛矿更多的n型，这诱导了额外的场通过这个接触界面的能带弯曲来促进电子的提取。在倒置PSC中，与n型电子传输层直接接触的钙钛矿薄膜的p型性质会提高转换效率。因此，在倒置PSC中，有必要控制钙钛矿界面处的半导体性质。

今日，华东师范大学方俊锋课题组，通过富铅Pb钙钛矿薄膜的表面硫化，构建了用于倒置结构太阳能电池的稳定钙钛矿异质结。利用六甲基二硅硫烷硫化富铅层，形成的铅-硫键可上移钙钛矿层界面费米能级，产生诱导了额外背电场，增强电子提取。倒置结构钙钛矿太阳能电池功率转换效率>24%，具有1.19 V的高开路电压，对应于0.36 V的低电压损失。强铅-硫键可以稳定钙钛矿异质结，并加强具有相似晶格的底层钙钛矿结构。表面硫化器件在85°C下老化2200小时后，或在55°±5°C下以最大功率点连续光照1000小时后，保持初始功率转换效率PCE的90%以上。相关论文以题为“Constructing heterojunctions by surface sulfidation for efficient inverted perovskite solar cells”发表在Science上。