【化工仪器网 行业百态】钙钛矿叠层太阳电池是一种利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料，并通过叠层结构来提高光电转换效率的太阳能电池。作为太能能电池家族中重要的一员，钙钛矿叠层太阳电池具有成本低、应用范围广、环境友好等优势，因此被寄予厚望。但与此同时，大面积全钙钛矿叠层太阳电池的光电转换效率与小面积叠层电池仍有较大差距，从商业化的角度来看，其距离产品化及大范围应用仍有一定距离，解决电池的稳定性难题，提升电池光电转换效率依旧是其重要的努力的目标。
就在近日，南京大学成功在该领域获得突破，刷新了全钙钛矿叠层太阳能电池光电转换效率世界纪录。根据南京大学以及科学技术处消息，经国际第三方权威认证机构测试，南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁课题组制备的1.05平方厘米全钙钛矿叠层太阳能电池稳态光电转换效率达到28.2% ，刷新了该尺度全钙钛矿叠层太阳电池的世界纪录效率，为全钙钛矿叠层太阳电池的产业化进程做出了重要的贡献。
而这也是继团队在小面积全钙钛矿叠层太阳电池中先后实现24.8%(Nature energy 864, 4, 2019)、26.4%(Nature 603, 73, 2022)与28.0%(Nature 620, 994, 2023)的认证纪录效率后的一次重要突破。更重要的是此次突破还解决了大面积全钙钛矿叠层太阳电池功能层不均匀成膜导致的性能受限问题。
团队在前期实验中发现，在充分优化空穴传输层和钙钛矿体相后，大面积器件与小面积器件之间的性能差距仍然较大，这意味着后续沉积的电子传输层(C60)可能为器件引入了新的不均匀性。为了解决这个问题，研究人员在钙钛矿与电子传输层之间引入了多种插入层分子，并通过使用大面积光致发光图像研究，确定了表面经4-氟苯乙胺氯处理后的钙钛矿均匀性能得到显著提升，并且器件的电流也能得到增强。
基于此，团队进行了进一步的分析研究了插入层的结构特性与作用机制，并将优化后的宽带隙钙钛矿用于制备全钙钛矿叠层太阳能电池，制造出了此次破纪录的全钙钛矿叠层太阳能电池。值得一提的是，由于该技术适用于大面积全钙钛矿叠层太阳能电池，因此其也有利于推动全钙钛矿叠层太阳能电池的产业化进程。
目前相关研究成果以《Homogenized contact in all-perovskite tandems using tailored 2D perovskite》为题，发表于《Nature》期刊，想要深入了解的读者可以自行查阅。
作者：小王
