具有低带隙 (1.2-1.4 eV) 的锡铅钙钛矿太阳能电池 (Sn-Pb PSC) 有望实现肖克利-奎瑟极限给出的单结器件的最大功率转换效率 (PCE)。为了获得更高的效率和稳定性,至少需要40 mol%的铅,那么抑制Sn2+ 氧化所必需的(Sn4+导致严重的 p 型自掺杂)。华东师范大学方俊锋等人提出了一种新的电置换反应(GDR)方法,通过同时使用铅粉作为铅源和还原剂来解决上述问题。
本文要点:
1)铅粉可以完全还原前驱体中的Sn4+,而不是Sn2+,同时抑制薄膜中碘化物的形成。最后,实现了具有低铅含量和最高效率的Sn-Pb PSC。
2)进一步用于基于无MA的PSC器件(效率分别为:8.5mol% Pb2+为18.34%,18.7mol%Pb2+为 20.01%)。
3)在N2气氛(O2 ≤ 50 ppm)中储存2352 小时或在最大功率点 (MPP) 下跟踪700小时后,未封装的器件分别保持不变和原始效率的81%。
Wenxiao Zhang et al. Lead-lean and MA-free perovskite solar cells with an efficiency over 20%, Joule, 2021
https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.09.008
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435121004360#!