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钙钛矿太阳能电池(Perovskitesolarcells,PerSCs)的实际应用仍受其本征不稳定性制约,在户外动态温度波动条件下该问题尤为突出。针对这一难题,北京化工大学谭占鳌、于润楠,中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院JiayaoLi等人开展研究,提出一种双交联剂改性策略,用于同步提升钙钛矿太阳能电池的效率与耐温性能。

该研究采用多官能团甲基丙烯酸3-(三氯硅基)丙酯(MPTCl)对反式钙钛矿电池的上界面进行修饰。MPTCl分子中的羰基可与钙钛矿表面配位不饱和的Pb²⁺产生强相互作用,稳定晶体结构并减少界面电荷复合;甲基丙烯酸酯基团的碳碳双键能够发生原位聚合交联,而三氯硅基在潮湿环境下水解并进一步缩合,形成Si─O─Si交联网络,提升薄膜抵御湿热降解的能力,改善界面结构稳定性。

测试结果表明,MPTCl改性的最优钙钛矿太阳能电池实现了26.22%的高光电转换效率。稳定性测试显示,在氮气氛围、65℃条件下加速老化500h后,器件仍保留84.56%的初始光电转换效率;经过250次热循环,器件维持82.4%的初始效率。

综上,该研究结合碳碳双键与硅氧烷化学,构建用于反式钙钛矿电池上界面修饰的双交联策略。MPTCl诱导形成的界面交联结构,为开发高效、热稳定的钙钛矿光伏器件提供了有效方案,为制备耐久型钙钛矿光伏技术提供重要思路。

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文献信息

Siloxane-MediatedDualCross-LinkingforThermallyResilientandEfficientPerovskiteSolarCells

ZongzhiYang,JianaZheng,JiayaoLi,KeleiWang,ZiyueZhang,RunnanYu,ZhanaoTan

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.71607