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AFM:利用定制金属有机框架调节钙钛矿太阳能电池不同带隙中的能级对准和载流子管理

知光谷  · 公众号  ·  · 2024-11-26 07:55

正文

界面能级对准调制和载流子传输在钙钛矿太阳能电池(PSCs)器件性能中发挥着重要作用。

在本研究中, 南洋理工大学Guibin Shen,华中科技大学杨君友和李鑫等人 将定制的疏水性金属有机框架(MOFs)用作钙钛矿吸收层和空穴传输层(HTLs)之间的界面层。这些定制的MOFs具有丰富的羧酸基团,能够与Pb²⁺和有机阳离子形成键结合,有效钝化界面缺陷并抑制非辐射复合。同时,MOF界面层优化了钙钛矿与HTL之间的能级对准,进一步促进了载流子传输。即基于CsFAMA的PSCs具有1.63 eV的带隙,在MOFs修饰后获得了23.06%的光电转换效率(PCE)。此外,MOFs处理后的FA基PSCs,带隙为1.55 eV,达到了显著的24.81% PCE,伴随有优异的填充因子(84.3%)和仅0.386 V的最低开路电压损失。

更重要的是,MOF界面层的集成显著提高了PSCs的湿气稳定性。在40%相对湿度(RH)环境下,经MOFs修饰的未封装CsFAMA PSCs经过2500小时老化后,仍保持了91.2%的初始效率。该研究为具有多样带隙的钙钛矿太阳能电池的商业化奠定了基础。







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