這個國家實驗室團隊又把鈣鈦礦發在了Science：光致晶格膨脹製備高效鈣鈦礦太陽能電池

【引言】

最近在雜化鈣鈦礦的功率轉換效率（PCE）方面的突破已經通過在改變陽離子混合鹵化物鈣鈦礦中ABX3結構而實現，其中A和B是陽離子X是陰離子。這種方法允許形成穩定的立方相，抑制非輻射複合，用於特別高的開路電壓（VOC）和短路電流密度（JSC）。Snaith及其同事也採用了類似的策略，以獲得近乎理想的帶隙材料，從而形成鈣鈦礦-鈣鈦礦串聯電池。儘管如此，最近的一些研究已認識到光誘導結構動力學在所觀察到的光電子特性，性能和器件的長期穩定性中起著至關重要的作用。

【圖文導讀】

北京時間2018年4月6日，Science在線發表美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室Wanyi Nie、Aditya D. Mohite（共同通訊）等人題為「Light-induced lattice expansion leads to high-efficiency perovskite solar cells」的研究，他們發現連續光照會導致混合鈣鈦礦薄膜中的均勻晶格膨脹，這對於獲得高效率光伏器件是至關重要的。相關的原位結構和器件表徵揭示了光誘導的晶格膨脹有利於混合陽離子純鹵化物平面器件的性能，將功率轉換效率從18.5提高到20.5％。晶格膨脹導致局部晶格應變的鬆弛，這降低了鈣鈦礦-接觸界面處的能壘，從而改善了開路電壓和填充因子。在全光譜1-太陽（100mW/cm2）照明下連續操作超過1500小時，光致晶格膨脹不會損害這些高效光伏器件的穩定性。而就在2016年7月Wanyi Nie團隊就將另一個鈣鈦礦的研究發表在Nature上，他們利用單晶做成的層狀鈣鈦礦形成一個很好的陣列式的薄膜太陽能電池板，這就促進了鈣鈦礦中電子的傳輸，從而使電池在沒有任何滯後現象的情況下，光電轉換性能達到12.52%。這種電池在未封裝的情況下，在一個太陽光下連續照射2250個小時，其性能還可以維持在60%。而封裝後的電池在相同的環境下，性能無衰減。

【圖文導讀】

圖1 光誘導晶格膨脹和結構分析

圖2 光誘導晶格膨脹對薄膜光伏性能的影響

圖3 恆定照明條件下的器件和薄膜特性

圖4 光穩定性研究

文獻鏈接：Light-induced lattice expansion leads to high-efficiency perovskite solar cells（Science,2018,DOI: 10.1126/science.aap8671）

本文由材料人Allen供稿，材料牛整理編輯。

材料牛網專註於跟蹤材料領域科技及行業進展，這裡彙集了各大高校碩博生、一線科研人員以及行業從業者，如果您對於跟蹤材料領域科技進展，解讀高水平文章或是評述行業有興趣，點我加入編輯部大家庭。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！