Michael Gr?tzel今日Science: CuSCN基鈣鈦礦太陽能電池效率超20％

Allen 6年前 (2017-09-29) 7127瀏覽

【背景介紹】

有機 - 無機鈣鈦礦太陽能電池（PSC）中吸收層的形成和組成有助于實現功率轉換效率（PCE）> 20％。鈣鈦礦太陽能電池由上到下分別為玻璃、FTO、電子傳輸層（ETM）、鈣鈦礦光敏層、空穴傳輸層（HTM）和金屬電極。目前較高效率的鈣鈦礦太陽能電池保留TiO₂層，并使用螺-OMeTAD [2,2'，7,7'-四（N，N-二-對-甲氧基苯基-胺）9,9'-螺二芴]或基于聚合物的PTTA（聚三芳基胺）作為空穴傳輸材料（HTM）。然而，這些HTM的成本對于大規模應用來說是非常高的。

【成果簡介】

北京時間2017年9月29日，Science在線發表了瑞士洛桑聯邦理工學院M. Ibrahim Dar和Michael Gr?tzel（共同通訊）等人題為“Perovskite solar cells with CuSCN hole extraction layers yield stabilized efficiencies greater than 20%”的文章，該團隊使用快速溶劑去除法，以CuSCN作為空穴提取層，產生緊湊，高度保形的CuSCN層，促進載流子快速提取和收集，并由此證明了PSC達到超過20％的穩定效率。PSC在長期加熱下表現出較高的熱穩定性，但其運行穩定性差。這種不穩定性起因于潛在的CuSCN/Au接觸降解。在CuSCN和金之間添加導電性還原氧化石墨烯間隔層，PSC在60攝氏度下在最大功率點運轉1000小時后仍保持其初始效率的95％。最重要的是，在連續全日光照射和熱應激下，CuSCN基PSC超過了spiro-OMeTAD基PSC的穩定性。

【圖文導讀】

圖1 涂覆在玻璃和鈣鈦礦層上的CuSCN膜的結構表征

圖2 原始和CuSCN涂覆的鈣鈦礦樣品的形態表征和對含有不同電荷提取層的原始膜和鈣鈦礦膜進行的穩態和時間分辨光致發光研究