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重庆大学孙宽、乐山西硅材料光伏新能源产业技术研究院YuHu、西南石油大学向艳等人针对反式钙钛矿太阳能电池(IPSCs)中空穴传输层与钙钛矿间埋底界面工程的关键难题开展研究。氧化铝基界面改性可赋予器件优异的界面稳定性与离子阻隔能力,但氧化铝固有的绝缘特性与化学惰性,限制了埋底界面的载流子输运调控与缺陷钝化效果。本文将溴化苯乙基铵(PEABr)掺入超薄氧化铝基体,在氧化镍/钙钛矿埋底界面构建多功能复合中间层,提出一种协同界面改性策略。
引入的PEABr可通过构筑界面准二维/三维钙钛矿异质结构,实现埋底界面化学重构。PEABr解离的溴物种可与配位不饱和Pb²⁺位点结合,有效修复碘空位缺陷;苯乙基铵阳离子(PEA⁺)参与形成准二维界面相,优化界面能级匹配,促进氧化镍/钙钛矿异质结的高效空穴抽取。同时,PEABr诱导的准二维/三维界面结构可提升载流子选择性、抑制界面电荷复合,显著提升载流子收集效率。
电学测试结果表明,该复合中间层将电荷转移电阻由462.81kΩ降至279.65kΩ,内建电势由0.617V提升至0.703V,理想因子由2.44降至1.63。基于该改性策略的反式钙钛矿太阳能电池实现了21.34%的最优光电转换效率。该研究同步实现界面缺陷调控、能级优化与高效载流子输运,为氧化物基多功能埋底界面的构筑及高性能反式钙钛矿电池的开发提供了切实可行的技术方案。
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文献信息
DefectPassivationofMesoporousAl2O3-BasedBuriedInterfaceforEfficientInvertedPerovskiteSolarCells
XiaojiaoXiang、QianZhang、ZhuMa、ZetaoDu、YixuanLi、JinmingJiang、YanhongYang、DengqianXiang、BoChen、ZhuoLv、KaiLiu、HuachuanHu、ZhengduoXia、JixinNie、ShuFang、LingyuYe、YunmengHe、ChengxinHan、ZilanLai、JunjunZhou、XinyuanHuang、ChengHuang、YanXiang、YuHu、KuanSun
https://pubs.acs.org/aamick/article-abstract/doi/10.1021/acsami.6c13869/5399041/Defect-Passivation-of-Mesoporous-Al2O3-Based?redirectedFrom=fulltext
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