开发用于全钙钛矿叠层器件的窄带隙锡铅混合钙钛矿太阳能电池是过去几年的研究热点。为了最大限度地吸收红外光,需要足够厚的锡铅钙钛矿薄膜,但这会引入结晶不均衡和埋底界面不良的问题。因此,需要有效的策略来精确控制锡铅晶体的垂直生长并改善埋置界面以实现高效的电荷传输和提取,从而构建高效的锡铅混合钙钛矿太阳能电池。鉴于此,2025年1月28日西北工业大学冉晨鑫和黄维院士于EES刊发通过二维钙钛矿种子引导锡铅钙钛矿薄膜的垂直生长并改善其埋层界面以实现高效的窄带隙钙钛矿太阳能电池和叠层的研究成果,开发了F-PEA2PbI3SCN 2D钙钛矿种子层来引导晶体生长并改善FA0.7MA0.3Pb0.5Sn0.5I3钙钛矿薄膜的埋底界面。发现二维钙钛矿晶种可消除SnI2相的形成并促进能级排列,从而改善埋底界面,而2D晶种的均匀分布可促进结晶并引导锡铅晶体的垂直生长,从而产生缺陷密度降低并释放残余应变的薄膜。因此,优化后的钙钛矿太阳能电池获得了22.71%的最高效率,具有更宽的反溶剂处理窗口和强大的稳定性。值得注意的是,四端全钙钛矿叠层器件的效率为27.68%,稳定功率输出为27.2%。这项工作为通过合理控制结晶行为来制造高效的锡铅混合钙钛矿太阳能电池开辟了新途径。
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