無機鈣鈦礦太陽能電池(IPSC)由于其穩(wěn)定性而成為外太空應用的理想候選者。然而,關于它們在不同溫度下光伏過程的潛在機制仍不清楚。鑒于此,2021年1月4日北京大學周歡萍團隊于AM刊發(fā)對溫度不敏感的高效無機鈣鈦礦太陽能電池的研究成果。揭示了基于CsPbI2.85(BrCl)0.15的穩(wěn)定鈣鈦礦相應器件性能隨溫度的顯著變化,并進一步展示了一種有效減少此類變化的簡單方法。有趣的是,即使在285 K及以下的環(huán)境溫度下,這種吸收劑也具有激子性,載流子傳輸較差。憑借PTB7-th/鈣鈦礦體異質結(BHJ)的新型器件結構,它有助于激子解離和載流子提取。所得太陽能電池的最佳功率轉換效率(PCE)為 17.2%,填充因子為84%,這是迄今為止報道的最高效率的γ相無機鈣鈦礦太陽能電池。重要的是,該器件對工作溫度不太敏感,與參考器件相比,210 K到360 K溫度范圍內的效率變化被抑制了60%。該方法已有效地擴展到其他具有不同光活性相位的無機鈣鈦礦太陽能電池,這可能有助于為極地、近太空和系外行星探索等特定場景實現(xiàn)高效的無機鈣鈦礦太陽能電池。
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