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界面工程是高性能钙钛矿太阳能电池的关键。虽然针对带隙>1.5eV的铅基钙钛矿广泛研究了的富勒烯夹层,但几乎没有研究富勒烯夹层在锡铅混合窄带隙钙钛矿太阳能电池中的作用。鉴于此,2021年12月1日德国卡尔斯鲁厄理工学院Ulrich W. Paetzold&Bahram Abdollahi Nejand团队于AFM刊发了具有富勒烯衍生物中间层的高效四端全钙钛矿叠层太阳能电池的研究成果。在这项工作中,研究了两种新的溶液处理富勒烯衍生物,即茚-C60-丙酸丁酯和茚-C60-丙酸己酯(IPH),作为窄带隙钙钛矿太阳能电池的中间层。研究结果表明,具有IPH夹层的器件表现出最高的性能,显著的短路电流密度为30.7mAcm–2,开路电压不足。开压损失降低至0.43V归因于非辐射复合减少,作者将其归因于两个方面:1)≈0.2eV (>0eV) 的更高导带偏移,这阻碍了电荷载流子返回转移复合;2) 钙钛矿/夹层/C60界面的陷阱密度降低,导致陷阱辅助复合减少。此外,加入 IPH 夹层可增强器件内的电荷提取,从而显著提高短路电流密度。使用带有 IPH中间层的窄带隙器件,在四端全钙钛矿叠层太阳能电池中证明了 24.8%的可观效率。


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