超强激光科学卓越创新简报

(第四百四十四期)

2023年11月17日

上海光机所在高效率钙钛矿太阳能电池钝化策略方面取得研究进展

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所邵宇川研究员、郑毅帆副研究员和华东理工大学杨双教授团队在钙钛矿光伏领域取得突破性进展。研究团队创新性地提出了原位双界面钝化策略，大幅提升了电池器件的光电转换效率和稳定性。相关研究成果以“In Situ Dual-Interface Passivation Strategy Enables the Efficiency of Formamidinium Perovskite Solar Cells over 25%”为题发表于Advanced Materials上。

得益于优异的功率转换效率和较低的成本，钙钛矿太阳能电池成为了下一代光伏技术的理想候选材料。目前，进一步提高器件效率的方法主要是界面缺陷的钝化上。但已有的方法中还涉及许多复杂而耗时的后处理过程，因此难以在市场上广泛应用。这使得在制备钙钛矿薄膜的过程中原位钝化界面上的缺陷已成为当前解决上述问题的研究热点。

研究人员开发了一种简洁高效的原位双界面钝化策略，将离子液体MS作为前驱体添加剂引入钙钛矿薄膜，在钙钛矿结晶过程中，MS可以通过与二氧化锡的沉淀向下富集，也可以通过晶格挤压向上聚集。在两侧界面处自聚集的MS在钝化界面缺陷方面发挥了重要作用，降低了非辐射重组损耗，提高了电荷提取的效率。基于此策略制备的钙钛矿电池器件效率超过了25% （认证效率为24.84%），长期储存稳定性和光热稳定性也得到大幅提高。该研究为钙钛矿电池界面钝化技术提供了新的见解，使得钝化技术与钙钛矿未来的工业化更兼容。

相关工作得到了上海市扬帆计划、国家自然科学基金、国家自然科学基金优秀青年学者基金等支持。

原文链接

图1 (a-c)TOF-SIMS表征元素分布，（c）截面TEM,（d）MS原位双侧界面钝化示意图

图2 （a-c）最优太阳能电池性能曲线，（d-e）光伏器件稳定性对比图