双氟磺酰亚胺锂盐(Li-TFSI)通常被用作一种有效的掺杂剂,以改善最先进的“n–i–p结构”钙钛矿型太阳能电池(PSC)中螺氧甲胺的导电性和空穴迁移率。然而,由于锂离子(Li+)的超吸湿性和迁移性,这种掺杂会严重导致器件不稳定。
近日,德国亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所(HIERN)李宁(注:音译)和明升中国电子科技大学电子app与工程学院教授贾春阳联合团队提出了一种新型掺杂剂,有望使钙钛矿型太阳能电池的转换效率和稳定性显著提升。相关成果发表在《材料明升手机》上。
在本研究中,联合团队提出了一种具有疏水性和高迁移阻隔性的掺杂剂——氟化Fe-Cl(F20TPP),作为螺环中Li-TFSI的潜在替代物。优化后的PSC功率转换效率最高可达21.53%,稳定效率超过21%。
此外,使用新型的掺杂剂后,PSC的长期稳定性显著提高,在经过太阳辐照度为100毫瓦/平方厘米的白光发光二极管连续照明900小时后,该器件仍保持其初始效率的84%;在无封装的环境中,即便在50天后,PSC仍保持其初始效率的89%。
联合团队相信,这项工作通过结合模拟和实验研究,解决了Li-TFSI基钙钛矿型太阳能电池中的内在和外在不稳定性的基本问题。本研究开发的新型掺杂剂可有效满足未来光伏应用的需求,具有良好的效率和器件稳定性。(来源:明升中国app报 郑金武)
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