研究进展：有机-无机杂化金属卤素钙钛矿太阳能电池稳定性研究获进展学术资讯

来源：今日新材料

近年来，有机-无机杂化金属卤素钙钛矿因其具有优异的光电转换性能、组分多样、带隙可调且成本低廉等特性而受到广泛研究和关注。与3D有机-无机杂化金属卤素钙钛矿相比，低维钙钛矿中的有机阳离子的疏水性使其具有良好的水稳定性。1D和2D钙钛矿与3D钙钛矿构建1D/3D或2D/3D异质结构，有显著增强钙钛矿太阳能器件稳定性的效果，但低维钙钛矿中有机阳离子的绝缘性会降低钙钛矿器件的载流子传输性能。因此，这种方法通常会以牺牲器件的光电转换效率（PCE）为代价才得以提升钙钛矿太阳能电池的使用寿命。如果在这种策略中，在增强器件稳定性的同时，保证低维钙钛矿载流子的传输能力，那么高效且稳定的钙钛矿太阳能电池就有望实现。

近日北京理工大学前沿交叉科学研究院崔彬彬课题组在高效率有机-无机杂化金属卤素钙钛矿太阳能电池稳定性方面的研究新进展。该团队在有机-无机杂化的金属卤素3D钙钛矿活性层上构建有机阳离子可原位交联的1D超薄类钙钛矿，不仅钝化了晶界及界面处的碘空位缺陷，还能通过有机阳离子的聚合提高钙钛矿薄膜的抗外部老化的能力。最重要的是，通过交联反应形成的电子共轭结构能够改善载流子的传输性能，从而有效提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。通过恒温加热（150℃）15 min处理使无机1D链周围的PA+阳离子发生原位聚合交联反应形成电子共轭结构的聚合有机物，这使载流子也能在异质结构1D层中有效地传输，进而了增强界面间的电流传输。

对器件稳定性研究发现，在空气环境中（湿度40-70%，温度25-40℃），暗态储存的交联后1D/3D钙钛矿异质结构薄膜经1000小时老化后，碘化铅与钙钛矿的含量比几乎无变化。在氮气氛围下（湿度20-40%），暗态储存的交联前后1D/3DPSCs都保持了最初效率的97%。经过840小时连续0.8个模拟太阳照射后，交联的1D/3D异质结构钙钛矿太阳能电池器件几乎都保持了最初效率的95.9%。根据ISOS-L-1规范化测试标准评估钙钛矿器件的稳定性。在氮气氛围下，在最大功率点（MPP）测量3055小时后，交联的1D/3D PSCs持续运行3055 h后仍可保持其93%的初始效率。

原文链接：
In-situ Cross-linked 1D/3D Perovskite Heterostructure Improves Stability of Hybrid Perovskite Solar Cells for Over 3000h Operation, Energy & Environmental Science, 2020
https://doi.org/10.1039/D0EE01736A

来源：gh_d06fa4463e84 今日新材料

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