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陶瓷学报2025年第04期:正硅酸乙酯稳定碳基无空穴传输层钙钛矿太阳能电池研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:何扬帆;楚倩倩;栾基爽;王璐璐;米广鑫;韩飞;吴有智;

单位:兰州理工大学材料科学与工程学院;江西省科学院能源研究所温室气体核算与碳减排江西省重点实验室;

摘要:钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cell, PSC)因高光电转换效率(Power Conversion Efficiency, PCE)在光伏领域备受瞩目。然而,已报道的PSC存在许多缺陷,影响其光伏性能与长期稳定性。为此,通过采用正硅酸乙酯(TEOS)修饰钙钛矿薄膜,并利用TEOS能与空气中水反应形成Si-O低聚物这一特性,有效钝化了钙钛矿表面缺陷,降低了载流子非辐射复合,进而将无空穴传输层碳基PSC的PCE从14.52%(参比器件)提升至16.33%(TEOS修饰器件)。同时,上述水解反应所形成的Si-O低聚物紧密锚定于钙钛矿表面,不仅能够有效地阻挡水分向钙钛矿薄膜内部渗透,还能有效避免钙钛矿的热分解。因此,经TEOS界面后修饰的碳基无空穴PSC(未封装)器件在相对空气湿度30%、空气温度25℃的条件下表现出优异的稳定性,其PCE在100 d内能够稳定保持在初始值80%以上,这为碳基无空穴PSC光伏器件的实用化发展提供了重要的技术支撑。

关键词:钙钛矿太阳能电池;;界面修饰;;稳定性;;载流子行为

基金资助:甘肃省基础研究项目(25JRRA077);; 教育部春晖计划项目(202202036);; 江西省基础研究项目(20243BCE51119,20232BAB202036);; 江西省科学院省级科技计划项目(2023YSBG21008,2022YJC1002)