全无机钙钛矿是极具潜力的单结或串联太阳能电池光伏材料。然而,非辐射复合导致的大量能量损失是其性能提升的主要瓶颈。近日,中国科学院游经碧、邓惠雄利用无机钙钛矿薄膜的表面原位重建实现了长载流子寿命和效率为 21% 的太阳能电池。
本文要点:
1) 作者通过CsF处理的无机钙钛矿表面原位重建(SISR)策略,可以抑制非辐射复合并同时促进空穴提取。而引入的氟可以有效钝化表面缺陷,且载流子寿命从11.5ns延长到737.2ns。此外,其还可以生成更宽带隙的钙钛矿层作为渐变异质结,以促进空穴提取。
2) 此外,作者通过动力学计算和实验验证研究了SISR反应机理,结果表明,具有SISR的CsPbIxBr3−x太阳能电池具有21.02%的效率,以及具有1.27V的高开路电压和85.3%的填充因子。该工作为调制无机钙钛矿表面以设计高效太阳能电池提供了一种有效的方法。
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Xinbo Chu et.al Surface in situ reconstruction of inorganic perovskite films enabling long carrier lifetimes and solar cells with 21% efficiency Nature Energy 2023
DOI: 10.1038/s41560-023-01220-z
https://doi.org/10.1038/s41560-023-01220-z