钙钛矿薄膜制备过程中残余应力与缺陷导致紫外线易降解钙钛矿材料,降低钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性,限制了钙钛矿光伏的产业应用。

中国科学院化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组利用具有紫外异构功能的分子为钙钛矿的“防晒霜”,并引入钙钛矿太阳能电池活性层。这可以保护钙钛矿太阳能电池免受紫外线损伤降解,并可以在紫外光照射下通过分子间构型转变钝化缺陷。进一步,该团队提出了分子互变异构持续紫外防护的策略,制备出具有可持续紫外线光稳定的钙钛矿模组。

近日,该课题组提出了用于提高钙钛矿太阳能电池效率和光稳定性的分子诱导应变调节和界面钝化策略。研究利用6-溴香豆素-3-羧酸乙酯(BAEE)的环加成反应消耗紫外光,从而抑制薄膜的残余拉伸应力。同时,BAEE可以与氧化镍形成键合促进钙钛矿的生长和界面缺陷的钝化,获得26.08%的认证效率、1.201V的开路电压。这降低了开路电压损失,提升了器件的长期稳定性,为提高钙钛矿光电转换器件的效率与稳定性提供了新策略。

相关研究成果发表在《焦耳》(Joule)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部和中国科学院的支持。

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分子诱导应力调节制备高效钙钛矿太阳能电池