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周航课题组在钙钛矿太阳能电池方面取得重要进展

近日,信息工程学院周航课题组在国际综合期刊《Advanced Science》上发表题为“Room Temperature Ionic Liquid Capping Layer for High Efficiency FAPbI3 Perovskite Solar Cells with Long-Term Stability”的文章,该研究使用醋酸正丁胺(BAAc)室温沉积在钙钛矿层(FAPbI3)上,实现了24.76%的光电转换效率(PCE)和高达1.19 V的开路电压(Voc)。此外,基于BAAc薄膜的钙钛矿太阳能微型组件的PCE达到20.47%,表明该方法对于制备大面积、均匀、高质量的钙钛矿薄膜是有效的。


离子液体盐作为钙钛矿前驱体溶液的添加剂时,可以提高太阳能电池的效率和稳定性。然而,离子液体作为添加剂的成功与否高度依赖于前驱体配方和钙钛矿结晶过程,这给工业规模的实施带来了挑战。在本研究中,一种室温旋涂的离子液体—醋酸正丁胺(BAAc),被证实是一种理想的钙钛矿(FAPbI3)薄膜钝化剂。与其他钝化方法相比,室温BAAc封盖层(BAAc RT)对FAPbI3钙钛矿表面缺陷的钝化更加均匀和彻底。此外,它为空穴提取提供了更好的能级匹配。结果表明,具有BAAc封盖层的n-i-p钙钛矿太阳电池的PCE为24.76%, Voc为1.19 V, Voc损耗约330 mV。采用BAAc RT制备的钙钛矿微型组件(有效面积12 cm2)的PCE达到20.47%,证明了该方法制造大面积钙钛矿太阳能电池的有效性和可行性。此外,BAAc钝化层还提高了未封装的FAPbI3钙钛矿太阳能电池的长期稳定性,在室温下相对湿度为35%的空气环境中储存时,T80寿命可达3500 小时。

信息工程学院周航长聘副教授为该论文通讯作者,我院博士生娄强为论文的第一作者,博士生陈彤,硕士生徐鑫鑫、吕雪晴、仇丽雯,博士后徐政杰以及国家纳米中心周二军研究员,香港科技大学林彦宏教授,深圳大学李贵君教授也在工作中做出了重要贡献。这项工作得到了国家自然科学基金、深圳市科技计划项目的资助。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202400117.


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