钙钛矿太阳能电池中兼顾效率和稳定性的界面工程

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• 论文作者：陈炜
• 年：2017
• 作者机构：华中科技大学武汉光电国家实验室;
• 论文关键词：钙钛矿太阳能电池 ; 无机界面工程 ; 电荷抽取 ; 水氧屏蔽 ; 稳定性
• 会议召开时间：2017-05-27
• 会议录名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会论文集
• 英文会议录名称：Abstract Book of the 4th Conference on New Generation Solar Cells
• 语种：中文
• 分类号：TM914.4
• 学会代码：ZKYQ
• 会议名称：第四届新型太阳能电池学术研讨会
• 会议地点：中国北京
• 主办单位：中国可再生能源学会光化学专业委员会
• 学会名称：中国科学院物理研究所清洁能源实验室
• 页数：1
• 文件大小：834k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

钙钛矿太阳能电池的高效率已经被广泛证实,制约其产业化应用的关键因素在于较差的稳定性。陈炜等通过系列工作,论证无机界面材料在稳定性方面的特殊优势。在钙钛矿太阳能电池中,实施兼顾效率和稳定性的界面工程,需在考虑无机界面薄膜的能级匹配、高电导率、薄膜致密性之外,同时考虑低温沉积的界面材料的化学稳定性和水氧屏蔽作用。以此同时实现高效率和高稳定性才能产生具有实用价值的器件。首先在p-i-n反式平面电池中,引入多元掺杂无机界面材料NiMgLiO和TiNbO_x,有效改善界面材料的电荷抽取能力和化学稳定性,并在大面积范围内控制消除缺陷,实现了大面积(1cm2)钙钛矿太阳能电池国际第一个效率记录,写入权威效率记录表,同时大幅提升了器件的稳定性(1000小时光照效率相对损失<10%)。论文发表于Science(ESI热点论文,引用300余次)~([1])。随后,通过钙钛矿/富勒烯界面工程,改造内建电场分布实现界面电荷的有效抽取,实现了大面积(1cm~2)电池在第三方机构(日本AIST)认证效率高达18.2%。极大增强的反平面型钙钛矿太阳能电池的产业化竞争力。论文发表于Nature Energy~([2])。近期,陈炜等将CuGaO_2纳米片材料制备成无机空穴传输层,在正式平面结构电池中取代Spiro-OMeTAD,取得与之相当的效率,但由于氧化物材料自身的高化学稳定性,器件在空气环境中的长期稳定性提升~7倍。论文发表于Advanced Materials,~([3])。

引文

[1]Wei Chen,et al.,Science,2015,350,944.(一作)
    [2]Wei Chen,et al.,Nature Energy,2016,1,16148.(共同一作)
    [3]Wei Chen,et al.,Advanced Materials,2017,.(通讯作者).