高效率钙钛矿室内光伏电池及组件

来源 :第十届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会论文集 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lilycasey
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室内光伏电池有望为物联网低功耗传感器提供可靠的电能供给,市场前景广阔。根据S-Q细致平衡理论计算可得室内光伏器件的最优带隙分布在1.7-2.0 eV之间,太阳光伏器件的最优带隙在1.1-1.5 eV之间。[1]意味着实现室内光伏电池高效率不能对高效太阳光伏器件进行简单复制,需要根据室内光谱的特点进行针对性的优化设计。金属卤化物钙钛矿的带隙可以通过组分工程在1.2-3.1 eV之间调整,容易获得接近最优带隙的光吸收层材料,很适合用来制备室内光伏电池。[2]获得宽带隙钙钛矿材料的普遍方法是增加Br含量,Br含量的增多意味着薄膜更容易发生相分离,对器件效率和稳定性产生不利影响。[3]我们的研究表明,除相分离外,Br空位缺陷亦是富Br宽带隙器件VOC损失大的重要原因,采用碱金属卤化物进行空位补偿可将室内光下的器件VOC增加到1.05 V,组件效率可达36.36%。进一步,通过在钙钛矿前驱体中引入长链油胺(OAm+)配体添加剂,形成2D/3D钙钛矿异质结构,可将组件效率提升至43.54%,为目前室内光伏组件的最高转换效率(图1)。
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