華北電力大學李美成Nature Energy：高效鈣鈦礦太陽能電池的空氣中制備技術

導讀

金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池作為一種極具潛力的光伏技術，其功率轉換效率目前已超過25.8%。為了提高鈣鈦礦太陽電池的效率和穩定性，研究者們在結晶調控、缺陷鈍化、界面和結構設計等方面做了大量的工作。然而，制造這些效率>25%且穩定的鈣鈦礦太陽能電池需要惰性氣氛的保護，例如氮氣手套箱。從技術和經濟的角度來看，這限制了大規模生產和實際應用。因此，在空氣環境中制備高性能鈣鈦礦太陽能電池有望促進其低成本的實際應用。

成果掠影

華北電力大學李美成教授開發了一種采用消除鈣鈦礦空位阻斷鈣鈦礦水合作用的方法，在空氣環境中制備出效率超25%的鈣鈦礦太陽能電池。氯芐氨胍醋酸鹽（GBA）的引入抑制了鈣鈦礦的FA⁺、I^-空位，減弱了鈣鈦礦與水的結合能力，成功消除了水分對鈣鈦礦結晶過程的有害干擾。值得注意的是，利用GBA制備的鈣鈦礦太陽能電池獲得了高達25.32%的光電轉換效率（認證25.08%）。研究成果以“Fabrication of perovskite solar cells in ambient air by blocking perovskite hydration with guanabenz acetate salt”為題發表在Nature Energy。華北電力大學李美成教授為該研究工作的唯一通訊作者。

數據導讀

圖一：鈣鈦礦薄膜的SEM和GIXRD表征結果

圖二：鈣鈦礦薄膜的光電特性

圖三：GBA與鈣鈦礦相互作用的表征

圖四：鈣鈦礦太陽能電池的光伏性能

原文鏈接

Yan, L., Huang, H., Cui, P. et al. Fabrication of perovskite solar cells in ambient air by blocking perovskite hydration with guanabenz acetate salt. Nature Energy (2023).

Doi: 10.1038/s41560-023-01358-w.

https://www.nature.com/articles/s41560-023-01358-w