Nature Energy：操做硫氰酸根离子抑制宽禁带钙钛矿质料的相分足，真现25.06%效力的钙钛矿/有机叠层太阳能电池 – 质料牛

发布时间：2025-10-07 18:44:21 来源： 作者：揭开面纱

一、操做层太【科教布景】

有机太阳能电池（OSCs）的硫氰离抑料的力认证转换效力（PCE）已经抵达了19.4%。可是酸根，它们的制宽足真质料PCE战紫中晃动性依然降伍于硅太阳能电池等更成去世的光伏足艺。那些挑战可能经由历程将OSCs与异化卤化物宽禁带（WBG）钙钛矿太阳能电池相散漫去处置。禁带机叠后者可能耐受并操做短波少光，钙钛钙钛组成钙钛矿/有机叠层太阳能电池（TSCs）。矿质矿那类单接里配置装备部署估量将比单接里电池真现更下的相分现效PCE，充真操做太阳能，电池并经由历程操做钙钛矿的操做层太紫中过滤功能去后退晃动性。可是硫氰离抑料的力，宽带隙钙钛矿中卤素空地辅助离子迁移产去世的酸根卤化物相偏偏析限度了器件的效力战寿命。

二、制宽足真质料【科教贡献】

远日，禁带机叠苏州小大教陈炜杰，钙钛钙钛李耀文战埃我朗根-纽伦堡小大教Christoph J. Brabec团队正在Nature Energy宣告了题为“Suppression of phase segregation in wide-bandgap perovskites with thiocyanate ions for perovskite/organic tandems with 25.06% efficiency”的论文。本钻研将真卤素硫氰酸根（SCN）离子引进碘/溴异化卤化物钙钛矿中，并提醉它们增长了晶化并削减了晶界。微量的SCN离子进进了钙钛矿晶格中，组成为了I/Br/SCN开金，并占有了碘空地，经由历程空间位阻停止了卤化物离子的迁移。综开思考那些效应，正在运行历程中延缓了卤化物相分足，并削减了宽带隙钙钛矿电池中的能量益掉踪。由此产去世的钙钛矿/有机叠层太阳能电池真现了25.82%的转换效力（认证为25.06%），并具备1,000小时的运行机摇性。

图1：调控钙钛矿的晶化。© 2024 Springer Nature

图2：真三卤化物开金钙钛矿的特色。© 2024 Springer Nature

图3：离子迁挪移做战卤化物相偏偏析。© 2024 Springer Nature

图4：单结电池战TSC的功能。© 2024 Springer Nature

三、【科教开辟】

那项钻研提醉了真卤素SCN-可能改擅钙钛矿薄膜的量量，同时占有晶格中的V_I^·空地，停止了薄膜的晶界战晶格中的卤化物离子迁移通讲。受抑制的卤化物离子迁移可能停止正在光照或者电压偏偏置下，真三卤化物开金化的WBG钙钛矿中产去世卤化物相分足。由于那些特色，WBG钙钛矿太阳能电池真现了18.96%的转换效力战低能量益掉踪。重叠的钙钛矿/有机TSCs提醉了25.82%的转换效力（认证为25.06%）战劣秀的最小大功率面操做晃动性。估量那类真三卤化物开金化策略将拷打晃动钙钛矿/有机TSCs的去世少。那一收现开辟咱们，操做真卤素开金化策略可能改擅钙钛矿太阳能电池的功能战晃动性，增长其正在真践操做中的进一步去世少。

本文概况：Zhang, Z., Chen, W., Jiang, X. et al. Suppression of phase segregation in wide-bandgap perovskites with thiocyanate ions for perovskite/organic tandems with 25.06% efficiency. Nat Energy (2024).

https://doi.org/10.1038/s41560-024-01491-0

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