开发具有高Sn含量的高效窄带隙Pb-Sn混合钙钛矿太阳能电池对于基于钙钛矿的串联器件至关重要。诸如结晶度,形态,表面粗糙度和均质性的薄膜特性决定了光伏性能。但是,与基于Pb的类似物相比,控制含Sn钙钛矿薄膜的形成更具挑战性。需要对Pb-Sn混合钙钛矿中的生长机制有更深入的了解,以提高功率转换效率。荷兰基础能源研究所René A. J. Janssen等人利用原位光谱研究了Pb-Sn混合钙钛矿薄膜的连续沉积过程,并与异位表征技术结合以揭示Pb-Sn混合钙钛矿薄膜的结晶随时间的演变。
本文要点:
1)首先,使用连续两步沉积方法,可以实现混合的Pb-Sn钙钛矿薄膜的均匀结晶。基于窄带隙(1.23 eV)FA0.66MA0.34Pb0.5Sn0.5I3钙钛矿的太阳能电池在混合的Pb-Sn钙钛矿中表现出最高的效率,并且与富含Sn的器件相比,具有较低的暗载流子密度。
2)通过钝化钙钛矿表面上的缺陷位,该器件实现了16.1%的功率转换效率,在环境条件下具有良好的稳定性。这是连续溶液处理的Sn含量为50%的窄带隙钙钛矿太阳能电池的最高效率。 使用这种窄带隙电池,制备了了21.1%的4结全钙钛矿串联太阳能电池(顶部电池的薄膜为1.57 eV的FA0.66MA0.34PbI2.85Br0.15)。
Junke Wang et al. Understanding the Film Formation Kinetics of Sequential Deposited Narrow‐Bandgap Pb–Sn Hybrid Perovskite Films, AEM, 2020.
DOI: 10.1002/aenm.202000566.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202000566