界面工程是高性能鈣鈦礦太陽能電池的關鍵。雖然針對帶隙>1.5eV的鉛基鈣鈦礦廣泛研究了的富勒烯夾層,但幾乎沒有研究富勒烯夾層在錫鉛混合窄帶隙鈣鈦礦太陽能電池中的作用。鑒于此,2021年12月1日德國卡爾斯魯厄理工學院Ulrich W. Paetzold&Bahram Abdollahi Nejand團隊于AFM刊發(fā)了具有富勒烯衍生物中間層的高效四端全鈣鈦礦疊層太陽能電池的研究成果。在這項工作中,研究了兩種新的溶液處理富勒烯衍生物,即茚-C60-丙酸丁酯和茚-C60-丙酸己酯(IPH),作為窄帶隙鈣鈦礦太陽能電池的中間層。研究結果表明,具有IPH夾層的器件表現(xiàn)出最高的性能,顯著的短路電流密度為30.7mAcm–2,開路電壓不足。開壓損失降低至0.43V歸因于非輻射復合減少,作者將其歸因于兩個方面:1)≈0.2eV (>0eV) 的更高導帶偏移,這阻礙了電荷載流子返回轉移復合;2) 鈣鈦礦/夾層/C60界面的陷阱密度降低,導致陷阱輔助復合減少。此外,加入 IPH 夾層可增強器件內的電荷提取,從而顯著提高短路電流密度。使用帶有 IPH中間層的窄帶隙器件,在四端全鈣鈦礦疊層太陽能電池中證明了 24.8%的可觀效率。
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