钙钛矿太阳能电池的又一个里程牌

 行业动态     |      2019-08-15 10:38

如今,基于金属卤化物-钙钛矿的太阳能电池是最有前景的光电技术之一。在过去几年里,研究人员通过调整钙钛矿的组成、优化设备结构以及使用新的封装技术,从而大幅度的提高了这些器件的长期运行稳定性。然而,若是想进一步提高其长期运行的稳定性,则还需要进一步的改进钙钛矿太阳能电池。其中,在钙钛矿活性层中的离子迁移是最难调控的,特别是在光照和热作用下。

今日,牛津大学的Henry J. Snaith、瑞典林雪平大学的高峰和Sai Bai(共同通讯作者)联合报道了他们将离子液体加入到钙钛矿薄膜中,接着再加入到正负本征光电器件中,提高了器件效率,并显著提高了器件的长期稳定性。在70-75oC的模拟全光谱太阳光照射下,连续运行超过1800 h后,最稳定的封装器件的性能仅下降了5%左右,并且评估器件下降到其峰值性能的80%,所需的时间约是5200 h。总之,该研究是在高强度条件下,研究长期运行、稳定的太阳能电池的代表,为人类向更高可靠性钙钛矿光电技术迈出了关键的一步。

图一、器件结构和表征

图二、BMIMBF4在钙钛矿活性层中的组成和对离子迁移的影响

图三、薄膜稳定性与含有PbI2和BMIM-离子液体的相互作用

图四、在全光谱太阳光和热应力共同作用下的器件稳定性

综上所述,作者提出了一种简单、广泛适用的方法,极大的提高了钙钛矿太阳能电池长期运行的稳定性。该方法是迈向稳定的基于钙钛矿光电技术的又一个里程碑,并且可能适用于使用金属卤化物钙钛矿的其他光电应用。