雖然3D 鈣鈦礦太陽能電池 (perovskite solar cell, PSC) 的功率轉(zhuǎn)換效率 (power conversion efficiency , PCE) 已提高至25.5%，但其穩(wěn)定性不佳不利于商業(yè)化。Ruddlesden-Popper準(zhǔn)二維鈣鈦礦由于具有材料穩(wěn)定性和可調(diào)性的優(yōu)點，有望成為替代傳統(tǒng)3D鈣鈦礦的候選材料。然而，準(zhǔn)二維PSC有高電壓損失的問題，導(dǎo)致PCE仍落后于3D PSC。2021年9月，Advance Functional Materials (IF 18.808) 刊登了一項來自北京航空航天大學(xué)的研究成果，該研究團(tuán)隊通過使用熱老化前體溶液 (thermal-aged precursor solution, TAPS) 來減輕準(zhǔn)2D PSC中的電壓損失。

研究團(tuán)隊使用光焱科技的太陽光模擬器、QE-R量子效率測量系統(tǒng)、FTPS傅里葉轉(zhuǎn)換光電流系統(tǒng)等儀器協(xié)助量測，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基于帶隙≈1.60 eV的(AA)2MA4Pb5I16 (n=5)準(zhǔn)二維鈣鈦礦吸收體，得到了1.24V創(chuàng)紀(jì)錄的開路電壓并將PCE提升至18.6%。

圖表解析

(a)本研究中使用的具有 p-i-n 結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦太陽能電池的料件架構(gòu)示意圖。

用 FPS 和 TAPS 制備的最佳 (AA)2MA4Pb5I16 太陽能電池的光伏參數(shù)。

藉由闡明料件性能與薄膜質(zhì)量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)降低非輻射復(fù)合損失、ΔVoc、nonrad對于增強(qiáng)Voc和提高PCE至關(guān)重要。從機(jī)制上講，使用熱老化溶液處理，可以有利地誘導(dǎo)膠體聚集以減少成核位點的數(shù)量。最后可以獲得具有緊湊形態(tài)、優(yōu)先晶體取向和低陷阱密度的高質(zhì)量準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜。另外重要的是，隨著薄膜質(zhì)量的提高，PSC的熱穩(wěn)定性能得到顯著改善，這主要歸功于由離子遷移引起的銀電極腐蝕得到有效的抑制。此研究開辟一條新的加工途徑，可實現(xiàn)高效穩(wěn)定的鈣鈦礦光伏器件和實際的能量轉(zhuǎn)換應(yīng)用。

光焱科技量子效率測量系統(tǒng)除了用于太陽能電池的 EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析，同時對于太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流，也提供了 Jsc (short-circuit current density) 的比對，以證明實驗的準(zhǔn)確性。而太陽光模擬器與 KA-6000 軟件，也同時提供了短路電流對時間變化的監(jiān)控，以證明太陽能電池的穩(wěn)定性。

(a) 基于 FPS 和 TAPS 的太陽能電池的輻照強(qiáng)度相關(guān) Voc 特性。(b) 在基于 FPS/TAPS 的太陽能電池上測量的電致發(fā)光的 EQE。插圖：在正向偏壓狀態(tài)下運行的基于 TAPS 的太陽能電池的 EL 圖像。

拼效率、新體驗

點擊下方小程序

預(yù)約光焱科技線上免費培訓(xùn)服務(wù)

推薦儀器

• SS-X系列太陽光模擬器是一款A(yù)+光譜等級的超級太陽光模擬器。
  

• 具備更低的光譜失配誤差，數(shù)據(jù)更好更準(zhǔn)確，文獻(xiàn)發(fā)表沒困擾；

• 自動變光強(qiáng)測試分析理想因子n與更高的1sun；

• 更高的1sun維持工作時數(shù)與更簡便的操作與維護(hù)。

  
  

QE-R 量子效率測試系統(tǒng)

可信賴性

• 擁有ISO17025 量子效率光電校正實驗室認(rèn)證之設(shè)備制造商；

• 國際期刊提及之設(shè)備制造商；

• 量子效率量測儀 出貨量超過五百臺；

• 測量結(jié)果大量被高引論文及高影響因子期刊采用。

• 直接偵測帶隙中缺陷態(tài)、電荷轉(zhuǎn)移態(tài)等瞬時吸收光子產(chǎn)生的光電流訊號；

• 波長范圍：1.1~2.07 eV (600nm~1100nm)；可選范圍：0.7 eV~2 eV (600nm~1700nm)；3、Turn-Key解決方案：軟件安裝后直接生成可靠的光譜數(shù)據(jù)，省時省錢(至少2萬美金/年)；

• 免費課程培訓(xùn)：設(shè)備操作及基礎(chǔ)理論知識培訓(xùn)；

• 超過50余篇SCI論文客戶應(yīng)用論證；

• 不僅是數(shù)據(jù)采集，而且能階水平擬合，提供CTS和Urbach能階擬合分析軟件。

KA6000 測試軟件

KA6000 – *的鈣鈦礦電池 IV 測量和分析軟件