基于分子的选择性接触已成为确保高效倒置钙钛矿太阳能电池的关键组成部分。这些分子总是由杂原子取代的共轭核组成,以提供理想的载流子传输能力。到目前为止,成功的共轭核设计仅限于两种N取代
π
共轭结构,咔唑和三苯胺,分子优化围绕它们的衍生物进行。
然而,这种杂原子取代结构对分子稳定性的限制阻碍了器件寿命的进一步提高。
2024年7月24日,西湖大学王睿及浙江大学薛晶晶共同通讯在
Nature
线发表题为
“
peri
-Fused polyaromatic molecular contacts for perovskite solar cells
”
的研究论文,
该
研究报道了一种没有杂原子取代的多芳核心结构,它比传统的杂原子取代核心结构具有更好的载流子传输和选择性。
这种核心结构产生了相对化学惰性和结构刚性的分子接触,这大大提高了钙钛矿太阳能电池在效率和耐用性方面的性能。在不同的加速老化测试中,冠军装置的效率高达26.1%,大大提高了寿命。
另外,
2023年6月21日,西湖大学王睿、浙江大学薛晶晶、加利福尼亚大学
杨阳
及瑞士洛桑联邦理工学院Mohammad Khaja Nazeeruddin共同通讯在
Nature
在线发表题为“
Oriented nucleation in formamidinium perovskite for photovoltaics
”的研究论文,
该研究报告了一种新的甲脒铅碘钙钛矿取向成核方法。
该机制可以帮助避免不良相的存在,并提高光伏器件在不同薄膜加工场景下的性能。该器件的功率转换效率为25.4%(经认证为25.0%),该模块的面积为27.83 cm
2
,经认证的孔径效率为21.4%(
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)。
2022年3月15日,加州大学洛杉矶分校
杨阳
,西湖大学王睿(西湖大学工学院助理教授,独立PI,1993年生)及韩国成均馆大学Jin-Wook Lee共同通讯在
Nature
在线发表题为“
Stability-limiting heterointerfaces of perovskite photovoltaics
”的研究论文,该研究表明
表面处理可能会引起负功函数偏移(即更多的 n 型),这会激活卤化物迁移以加剧 PSC 不稳定性。
因此,尽管表面钝化具有有益效果,但这种有害的副作用限制了以这些方式处理的 PSC 可获得的最大稳定性改进。
这种有利和不利影响之间的权衡应指导通过表面处理提高 PSC 稳定性的进一步工作(
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)。