德国科学家制造了一种碳电极钙钛矿太阳能电池,其具有由有机半导体制成的空穴传输双层,而不是传统的空穴传输层。他们声称这种方法提高了器件的填充因子和开路电压。
德国的研究人员试图通过由有机半导体制成的空穴传输双层而不是传统的空穴传输层(HTL)来提高碳电极钙钛矿太阳能电池的性能,他们表示,传统的空穴传输层(HTL)能够提高其填充因子和开孔率。电路电压。
他们解释说,与基准设备相比,在钙钛矿太阳能电池中用碳代替昂贵的金、银和铜通常会导致效率损失和稳定性问题。“对于可印刷电池,我们的目标是最终将这项技术转移到卷对卷生产线中,”通讯合著者杜田告诉光伏杂志,并指出商业化道路上的下一步是制造微型电池在玻璃基板上制作太阳能组件,然后在柔性基板上制作微型太阳能组件,然后转移到卷对卷制造。
德国团队构建的电池采用玻璃和氧化铟锡 (ITO) 制成的基板、基于氧化锡 (SnO2) 的电子传输层 (ETL)、钙钛矿吸收剂、空穴传输双层 (HTbl) ,和碳接触。“HTbL 配置在界面处形成能量级联,外部 HTL 2 增强与碳的欧姆接触,而内部 HTL 1 减少
钙钛矿的表面复合,”它解释道。
对于吸收器,他们使用了称为 (FAPbI3)0.93 (MAPbBr 3)0.07 的混合阳离子钙钛矿。他们以连续刮刀涂层的方式应用了这两层,他们说这可以最大限度地提高电极界面处的空穴注入/提取,同时最大限度地减少钙钛矿层的表面复合。
他们在标准照明条件下测试该器件,发现其功率转换效率为19.2%,开路电压为1.11 V,短路电流为23.7 A,填充因子为76%。作为比较,具有单空穴传输层的参考电池达到了 17.3% 的效率、1.06 V 的开路电压、23.3 A 的短路电流和 76% 的填充因子。
基于双层的电池还显示出在氮气环境中 65°C 下可稳定运行 2,500 小时。
该电池在《焦耳》杂志上发表的研究“由空穴传输双层实现的高效、稳定和完全印刷的碳电极钙钛矿太阳能电池”中进行了描述。研究团队由来自电子与能源技术材料研究所(i-MEET)和微纳结构研究所及纳米分析与电子显微镜中心(CENEM)的学者组成。
他们总结道:“我们的结果强调,碳电极可以显着增强钙钛矿太阳能电池的内在稳定性,而无需专门的界面修饰。”
原标题:全印刷碳电极钙钛矿太阳能电池效率达到19.2%