EES综述: 倒置钙钛矿太阳能电池
坡肉先生 坡肉先生 2020-10-08

倒钙钛矿太阳能电池(IPSC)近年来因其可靠的操作稳定性,可忽略的回滞现象和低温制造工艺而备受关注。为了加速其商业化,在过去的几年中,IPSC的研究重点一直是提高功率转换效率,目前效率可达22.3%。鉴于此,上海交通大学的韩礼元和王言博等人总结概述了IPSC的效率进展,包括结构设计,钙钛矿薄膜的制造以及电荷传输材料的改性。

本文要点:

1)具体而言,重点强调了界面钝化对那些设备的性能的影响。最后,提出了对IPSC的进一步开发和商业化的观点,例如开发新的电子传输材料和背电极材料,以及使用场效应钝化材料和无机空穴传输材料。

2)具体建议如下,1)为克服VOC较低的缺点,i)钙钛矿的结晶质量应进一步提高,以减少钙钛矿薄膜的缺陷密度;ii)富勒烯衍生物(PCBM)在IPSC中通常用作ETM。近年来,由于非富勒烯ETM的发展,有机太阳能电池的效率从12%急剧提高到17%。因此,需要开发具有合适能级和电导率的特定非富勒烯ETM,以匹配IPSC中的钙钛矿,以减少界面处的能量损失。2)场效应钝化材料可有效突破肖特基势垒,有利于电荷传输。然而,这些材料的大范围均匀性是未来的挑战性问题。3)当用无机NiOX代替HTM时,IPSC的光稳定性大大提高,甚至超过1000小时,将来应开发更多的无机HTM。另一方面,热稳定性是与常规设备研究相似的普遍问题。此外,应进行其他稳定性测试,例如光循环,温度循环和偏压,以揭示降解机理。(4)尽管开发了新的化学稳定的背电极,例如Bi金属和碳。仍然难以通过低温工艺来制造具有高电导率的背电极。当前,IPSC的紧迫问题仍然是获得更高的效率,这有利于降低发电成本,从而加速其商业化进程。

Xuesong Lin, et al. Efficiency progress of inverted perovskite solar cells,Energy Environ. Sci., 2020

https://doi.org/10.1039/D0EE02017F


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