为最佳带隙太阳能电池量身定制混合-锡混合化物矿的结晶行为
Lana M Kessels1, Willemijn H M Remmerswaal1, Nick R M Schipper1
1Molecular Materials and Nanosystems and Institute for Complex Molecular Systems, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, Eindhoven, 5600 MB, The Netherlands.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|November 19, 2025
概括
研究人员通过结合化物来优化-锡矿太阳能电池,以实现1.34 eV的带隙. 这种化物混合策略,加上受控的薄膜形成和像氨基酸这样的添加剂,导致功率转换效率达到19.0%.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 金属化物矿对于太阳能电池技术至关重要.
- 带隙调整对于优化矿太阳能电池性能至关重要.
- -锡矿提供可调节的带隙,但面临着稳定性和效率方面的挑战.
研究的目的:
- 为单结太阳能电池设计一个窄带隙矿组成.
- 为了研究合物的化物对-锡矿性质的影响.
- 为了优化膜形态和设备性能.
主要方法:
- 合成的Cs_{0.1}$FA_{0.6}$MA_{0.3}$Pb_{0.5}$Sn_{0.5}$I_{2.5}$Br_{0.5}$是矿的组成.
- 利用现场吸收测量来研究薄膜形成.
- 控制的旋转涂层参数和抗溶剂沉积时间.
- 作为添加剂,加入了氨基酸 (NH4SCN).
- 应用了被动化技术来减少重组.
主要成果:
- 对于单节太阳能电池来说,达到1.34 eV的最佳带隙.
- 通过减少前体旋转涂层和抗溶剂沉积之间的延迟时间来控制薄膜形态,从而产生光滑,封闭的薄膜.
- 在长时间照明下的Cs$_{0.1}$FA$_{0.6}$MA$_{0.3}$Pb$_{0.5}$Sn$_{0.5}$I$_{2.5}$Br$_{0.5}$矿中没有观察到光诱导的化物分离.
- NH$_{4}$SCN添加剂提高了太阳能电池中的可复制性和降低了hysteresis.
- 通过被动化和设备优化实现了19%的功率转换效率.
结论:
- 在-锡矿中加入化物对带隙调是有效的.
- 精确控制膜形成对于高性能矿太阳能电池至关重要.
- 开发的矿组成显示出良好的光稳定性和高效率的单结应用.
- 氨基酸是一种有益的添加剂,可以提高矿太阳能电池的稳定性和性能.
