暨南大学麦耀华、李闻哲、范建东、刘冲、吴绍航团队针对钙钛矿太阳能电池(PSCs)普遍存在的光浸泡效应开展机制研究。光浸泡效应同时引发器件性能提升与工作稳定性下降,二者相互制衡,其微观物理机理目前尚未得到充分解析。该团队选用认证光电转换效率23.09%、几何填充因子96.29%的大面积高性能组件(有效面积21cm²)作为研究对象,结合多模态原位表征手段与可实现离子‑电子耦合动力学解析的自洽漂移‑扩散模型,对该效应的内在作用机制进行解耦分析。
研究结果表明,光浸泡活化过程主要由碘阴离子(I⁻)与铯阳离子(Cs⁺)的协同迁移驱动,两类离子会选择性富集于相对应的电荷传输界面。界面离子的重新分布能够重构能带对齐结构,抬升内建电势、优化电荷提取,并实现界面缺陷钝化。
研究证实,空穴传输层的分子工程调控(膦酸类自组装单分子层)是管控离子迁移行为的关键。相较于传统空穴传输材料聚‑双(4‑苯基)(2,4,6‑三甲基苯基)胺(PTAA),该改性薄膜具备更优异的离子固定与稳定能力。
基于高性能电池组件,团队发现器件活化‑失活的动力学过程高度依赖光照强度、光谱、温度等外界刺激,厘清了器件工作条件和亚稳态特性之间的关联。该工作阐释了钙钛矿太阳能电池光照诱导性能演变的微观理化机制,并提出界面‑离子相互作用作为研制高效、高稳定性光伏器件的核心设计准则。
文献信息
DecodingLight-SoakingPre-StabilizationforReal-WorldPerformanceBenchmarkinginLarge-AreaPerovskiteModules
ZeXiao,MengenMa,ShaohangWu,QianChen,ChongLiu,JiandongFan,WenzheLi,YaohuaMai
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.71424
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