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陜師大劉生忠AM：效率21.8%的穩(wěn)定無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

閱讀：1012 發(fā)布時(shí)間：2023/3/29

主要內(nèi)容

表面缺陷引發(fā)的非輻射電荷復(fù)合和較差的穩(wěn)定性已成為無(wú)機(jī)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）持續(xù)改進(jìn)的主要障礙。

在這篇文章中，陜西師范大學(xué)劉生忠、田慶文等人通過(guò)第一性原理計(jì)算確定了無(wú)機(jī)鈣鈦礦表面的缺陷態(tài)，并針對(duì)此設(shè)計(jì)了一種全新的鈍化劑Boc-S-4-methoxy-benzyl-L-cysteine (BMBC)，其多個(gè)Lewis-based能團(tuán)（NH-,S- and C=O）通過(guò)典型的Lewis 堿-酸反應(yīng)抑制鹵化物空位并與配位不足的Pb2+配合。定制的electron-donating methoxyl（CH3O-）可以使苯環(huán)上的電子密度增加，從而通過(guò)靜電相互作用加強(qiáng)與欠配位Pb2+的相互作用。這種BMBC鈍化可有效降低表面陷阱密度、擴(kuò)大晶粒、延長(zhǎng)電荷壽命，并促成更合適的能級(jí)排列。

此外，butoxycarbonyl（Boc-）基團(tuán)中的hydrophobic tert-butyl確保均勻覆蓋BMBC，并通過(guò)鈣鈦礦/空穴傳輸層（HTL）界面的空間位阻排斥力防止有害聚集，從而提供一個(gè)抵抗水分入侵的疏水保護(hù)傘。上述組合方法將CsPbI3-xBrx PSC的效率從18.6%提高到21.8%，是迄今為止所知此類無(wú)機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）最高的效率。此外，該器件還表現(xiàn)出較高的環(huán)境穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。

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文獻(xiàn)信息

Tailored Cysteine-Derived Molecular Structures towards Efficient and Stable Inorganic Perovskite Solar Cells

Hao Zhang, Qingwen Tian, Wanchun Xiang, Yachao Du, Zhiteng Wang, Yali Liu, Lidan Liu, Tengteng Yang, Haifeng Wu, Ting Nie, Wenliang Huang, Adel Najar, Shengzhong (Frank) Liu

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