一言不合就发Nature?在6篇Science之后钙钛矿电池再获里程碑突破!
无为 纳米人 2019-07-11

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第一作者:Sai Bai

通讯作者:Sai Bai, Feng Gao, Henry J. Snaith

通讯单位:牛津大学

 

研究亮点:

通过离子液体添加剂大幅提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性

 

要论当今科研天下,钙钛矿可谓无敌手,连石墨烯也要甘拜下风。钙钛矿太阳能电池发展的关键问题之一,就在于其实际工作的稳定性。为了解决这个问题,各路英雄也是操碎了心。

 

我们列举几个例子,看看解决钙钛矿电池稳定的一些经典策略。

 

调控钙钛矿的组成

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优化器件结构中的界面问题

 

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采用新型的封装技术

 

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经过无数的头脑风暴和实验验证之后,今天,牛津大学的Henry J. Snaith、Feng Gao、Sai Bai等人又发展了一种新策略,他们通过添加离子液体,实现了钙钛矿电池在恶劣环境下的超长稳定工作。

 

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研究人员将离子液体BMIMBF4添加到钙钛矿薄膜中(FA0.83MA0.17)0.95Cs0.05Pb(I0.9Br0.1)3,分别利用NiO和PCBM作为p型和n型电荷提取层。这一策略不仅提高了光伏效率,更重要的是稳定性得到大幅提高。研究发现,在70-75℃温度条件下。封装的钙钛矿电池(初始效率接近20%)连续工作1800小时后的效率降低仅有5%。由此推断,连续工作5200小时候,电池效率下降到最初效率的80%。

 

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系列表征结果表明,离子液体的引入可以增强钙钛矿薄膜结晶性能,减少薄膜缺陷;并影响了钙钛矿的能级结构,提高了电荷提取能力;最重要的是其可以显著抑制钙钛矿薄膜内的离子移动,进而提升薄膜及器件的光热稳定性。

 

总之,这项研究为钙钛矿太阳能电池的稳定性提供了一个简单可行的策略,并可用于钙钛矿相关的其他光电器件领域。作者自己都认为,这是钙钛矿电池稳定性领域的又一个里程碑之作!

 

钙钛矿学术交流QQ群:708759169


参考文献:

SaiBai, Feng Gao, Henry J. Snaith et al. Planar perovskite solar cells withlong-term stability using ionic liquid additives. Nature 2019, 571, 245–250.

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1357-2


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