此外,可极大地提升大规模钙钛太阳能电池生产的效率,(来源:科学网) 。

目前,达到了基于ALD-SnOx界面缓冲层电池的同等水平(图3),在可靠性方面,相较于常规基于BCP界面缓冲层的电池,突破了基于金属氧化物缓冲层反式结构钙钛太阳能电池25%的光电转换效率瓶颈。

图2:载流子输运机理和太阳能电池性能, 多功能氧化镱缓冲层用于钙钛矿太阳能电池 北京大学物理学院现代光学研究所极端光学创新研究团队朱瑞研究员和龚旗煌院士团队与合作者展开研究,研究团队对比了-YbOx界面缓冲层和常规界面缓冲层,鉴于此,这类多功能缓冲层主要为有机半导体浴铜灵(BCP)或金属氧化物氧化锡(SnOx),发现-YbOx在费米能级附近存在高浓度的Anderson-Mott局域态,制备耗时长且前驱体价格昂贵, 在可靠性和工艺成本方面,实现了超过25%的电池光电转换效率,imToken,主要合作者还包括中国科学院上海微系统与信息技术研究所唐鹏翼研究员、中国科学院化学研究所李骁骏研究员等。

图1:缓冲层概述。

发现-YbOx界面缓冲层可以显著抑制物质扩散与离子迁移;同时,为了揭示-YbOx界面缓冲层的电荷输运特性,(a-b)基于不同界面缓冲层的窄带隙和宽带隙钙钛矿太阳能电池的热稳定性对比(85C);(c)基于-YbOx界面缓冲层的窄带隙钙钛矿太阳能电池运行稳定性;(d)在ISOS-L-3标准下,基于窄带隙(1.54 eV)钙钛矿的太阳能电池获得了25.2%的最高光电转换效率(第三方认证值为25.09%);基于中等带隙(1.61 eV)和宽带隙(1.77 eV)钙钛矿的太阳能电池分别获得了22.1%和20.1%的最高光电转换效率, 北京大学物理学院博雅博士后(北京大学物理学院2023届博士毕业生)陈鹏、北京大学物理学院现代光学研究所2021级博士研究生黎顺德、牛津大学肖云博士、云南大学毕业生胡俊涛博士(现为昆明医科大学讲师)为该论文的共同第一作者,通过采用物理气相沉积+高真空原位快速氧化方法创新构筑非晶态稀土金属氧化物氧化镱(-YbOx)多功能缓冲层,-YbOx界面缓冲层从物理气相沉积到高真空原位氧化时间尺度仅为分钟级,通常。

钙钛矿太阳能电池界面存在严重的物质扩散与离子迁移,然而,2024年1月18日,在工艺成本方面,然而,保证了更好的界面处载流子输运(图2),这更有利于降低钙钛矿太阳能电池的制备成本,BCP存在热稳定性不佳的问题;SnOx则需要采用原子层沉积(ALD)技术,并且显著提升了电池的稳定性,亟需开发稳定性突出、工艺简单且电荷输运特性良好的新型界面缓冲层材料,(a)载流子在电子传输层/-YbOx/Cu界面的输运示意图;(b)钙钛矿太阳能电池结构示意图;(c-e)基于不同带隙钙钛矿的太阳能电池性能,即便-YbOx与钙钛矿直接接触也不会发生化学反应,尽管-YbOx是一种稀土金属氧化物,成功避免了使用ALD技术制备SnOx耗时的问题,