优游-优游平台-「联盟认证注册」!北京化工大学材料科学与工程学院 谭占鳌教授和于润楠教授带领其团队,在钙钛矿 / 有机叠层太阳能电池(PO - TSCs)这一研究领域取得重要进展。这类电池具备制造成本低的显著优势,其对钙钛矿层和有机吸收层采用的正交溶剂处理方法,与低温、高通量沉积技术高度兼容。然而长期以来,子电池和互连层(ICL)的能量损耗严重制约着这类电池性能的提升。
在本篇文章中,团队创新性地提出一套针对 PO - TSCs 的能量损耗管理策略。着力调控钙钛矿前子电池中的缺陷态;着力减少互连层的光学与电学损耗。通过研究发现pyridinium bromide perbromide(溴化吡啶全溴化物)与钙钛矿层间的氢键和配位相互作用产生协同效应,有效抑制了离子迁移,极大程度降低了能量损耗。同时,团队精心优化基于五氧化二钒(V₂O₅)的互连层结构。优化后的结构不仅在近红外光子区域展现出卓越的透射率,还能实现电荷载流子的无障碍提取,为体异质结内的光管理提供低损耗界面,进而有效平衡前、后子电池间的电流。
最终,团队成功制备出性能优异的钙钛矿 / 有机,其光电转换效率高达 25.1%,开路电压达 2.10 伏特。通过双管齐下降低光学与电能损耗,团队获得了高光电转换效率(PCE)的 PO - TSCs 。具体而言,通过钝化宽带隙(WBG)钙钛矿缺陷,显著降低能量损失(Eloss),大幅提升了钙钛矿子电池的开路电压(Voc)。在互连层结构设计上,团队展示了低光学和电学损耗的方案。相较于基于三氧化钼(MoO₃)的互连层,基于 V₂O₅的互连层在近红外(NIR)区域透射率更高,且具备更好的导电性、更高的载流子迁移率以及更匹配的能级排列,有效改善了电荷传输与提取,减少电荷复合,将互连层电荷积累降至最低,实现了钙钛矿与有机子电池间电流的平衡。
北京化工大学谭占鳌教授和于润楠教授团队的系列研究成果,充分凸显了同步降低子电池能量损耗与互连层光、电损耗,对于构建高性能 PO - TSCs 的关键意义,为该领域的后续发展提供了坚实的理论与实践基础。