作为第三代光伏技术的后起之秀,有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSC)表现出高功率转换效率。但是,研究最多的高性能钙钛矿包含有毒的铅,这可能会阻碍其广泛的应用。在各种替代环境友好的钙钛矿中替代铅的金属离子中,锡已成功用于PSC中,目前效率最高超过13%,使锡基钙钛矿成为无铅PSC最具前景的活性材料。
香港理工大学严锋总结了PSC的器件设计以及锡基钙钛矿的物理特性。总结了该领域的主要挑战,并讨论了胶片制备中的基本技术。具体而言,在膜制备中需要富锡条件(卤化锡)和合适的还原剂以阻止Sn2+氧化,并且溶剂调节是控制膜形态的可行方法。
同时,全面讨论了A位和B位阳离子和X位阴离子的化学取代以改善锡基钙钛矿的光电性能。此外,还讨论了用于高性能PSC和串联太阳能电池的铅锡钙混合钙钛矿,其铅的含量低于纯铅钙钛矿。最后阐明了环保型PSC的发展,并为通过协同方法实现高效,稳定的无铅PSC提供指导。
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