近日,太阳集团1088vip新能源技術研究院麥耀華團隊報道了一種基于刮塗印刷工藝制備的高效柔性鈣钛礦太陽電池(PSC),相關研究成果以“Rational interface design and morphology control for blade-coating efficient flexible perovskite solar cells with a record FF of 81%”為題發表在Advanced Functional Materials上(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202001240,影響因子15.621)。第一作者為太阳集团app首页博士後王祯,浙江大學博士生曾麟翔為共同第一作者,通訊作者為太阳集团app首页太阳集团1088vip新能源技術研究院郭飛研究員和麥耀華教授。
作者使用刮塗法實現大面積柔性鈣钛礦太陽電池的制備,采用硫脲(TU)作為添加劑來調節鈣钛礦活性層的結晶形貌,之後又通過使用PEDOT:PSS/PTAA雙界面層與鈣钛礦材料之間形成“Cascade Level”的能級結構,從而大大減少了載流子在界面處的複合,極大提升了器件的FF。最終,制備的小面積(0.09 cm2)的柔性PSC的能量轉換效率(PCE)達到19.41%,FF達到81%,這是目前報道的柔性PSC器件中最高的FF之一。更大面積(1 cm2)的柔性器件的PCE達到16.61%,FF達到72%,顯示出刮塗工藝在制備大面積器件時的巨大優勢。
進一步的研究發現,基于PEDOT:PSS/PTAA雙空穴傳輸層的器件,在受到彎曲應力作用時,能更好的保護柔性透明導電電極PEN/ITO,從而提升柔性PSC在彎曲引力作用下的機械穩定性,其在3 mm的彎曲半徑下,經過2000次彎折之後,PCE依然能夠保持初始值的90%。該研究為制備出同時實現高PCE和高機械穩定性的柔性PSC提供了一種簡單有效的方法,促進了柔性PSC技術的商業化應用。
論文信息:
Z. Wang, L. Zeng, C. Zhang, Y. Lu, S. Qiu, C. Wang, C. Liu, L. Pan, S. Wu, J. Hu, G. Liang, P. Fan, H. J. Egelhaaf, C. J. Brabec, F. Guo* and Y. Mai*, Rational Interface Design and Morphology Control for Blade-Coating Efficient Flexible Perovskite Solar Cells with a Record Fill Factor of 81%,Advanced Functional Materials, 2020, 2001240.
DOI: 10.1002/adfm.202001240
(新能源技術研究院)