2021-05-20 01:36:11 HORIBA科学仪器事业部
本文转载自公众号:材料人
01引言
近十年来,钙钛矿太阳能电池迅猛发展,其光电转化效率已由最初的3.8%提升至25.2%,但稳定性是阻碍其商业化的瓶颈之一。采用全无机CsPbBr3钙钛矿作为吸光层显著改善了器件稳定性,但由于高纯CsPbBr3钙钛矿制备困难、界面电荷复合严重、吸光吸收范围窄等问题导致电池效率仍然较低。
02
成果简介
近日,暨南大学唐群委教授团队针对器件界面间的应力问题,通过构建WS2/CsPbBr3范德华异质结,释放CsPbBr3钙钛矿薄膜的拉应力,减小了钙钛矿与电子传输层之间的界面电荷损失,将碳基全无机钙钛矿太阳能电池器件的开路电压提升至1.70V。另外,由于拉应力的释放,降低了钙钛矿薄膜内部的离子迁移,使得器件稳定性得到明显提高。相关成果以题目“Interfacial Strain Release from WS2/CsPbBr3 van der Waals Heterostructure for 1.7 V-Voltage All-Inorganic Perovskite Solar Cells”发表在化学和材料领域顶级刊物Angewandte Chemie International Edition杂志上,周青伟博士后为第一作者,段加龙副教授和唐群委教授为文章的通讯作者。
03
图文简介
图一 WS2/CsPbBr3范德华异质结的构建示意图
(a-c)WS2纳米片的形貌结构。
(d-f)WS2与CsPbBr3钙钛矿的晶格结构以及异质结生长示意图。
图二 异质结对界面应力的影响
(a)、(b)钙钛矿薄膜的形貌。
(c)钙钛矿薄膜的XRD图。
(d-f)钙钛矿薄膜的应力表征。
(g)应力释放示意图。
图三 器件的光伏性能
(a)钙钛矿电池的结构图以及SEM断面图。
(b)电池器件的J-V曲线。
(c)电池器件的稳态输出。
(d)电池器件的IPCE曲线。
(e)电池器件的效率分布图。
(f)电池器件的内建电场测试。
(g)缺陷态密度的表征。
(h)电荷提取速率以及转移表征(PL图谱)。
图四 电池的稳定性能
(a-c)器件的离子迁移表征。
(d-e)电池在持续光照以及RH = 80%,T = 80 oC下的稳定性。
该研究得到博士后基金(2019M650231, 2019M663379),中央高校基本科研专项资金(21620348, 21618409, 21619311),国家自然科学基金项目(61774139, U1802257),广东省自然科学基金项目(2019B151502061, 2020A1515011123)的支持。
文章链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202010252
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