博亚晶核工程策略提出，叠层太阳能电池寿命显著提升—新闻—科学网

北京理工年夜学前沿交织科学研究院传授陈棋团队与互助者提出了一种简朴普适的晶核项目计谋，该计谋经由过程调控先驱液中上风晶核，优化了宽带隙钙钛矿薄膜的织构，晋升了薄膜品质，由此显著提高了钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池的效率与持久运转不变性。8月2日，相干结果揭晓在《科学》。

钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池凡是使器具有繁杂组分的宽带隙质料作为顶部电池的吸光层，这种质料于使役历程中因其结晶品质差，轻易发生离子迁徙以及相分散，致使钙钛矿/晶硅叠层电池的持久不变性以及使用寿命不尽抱负。改良宽带隙钙钛矿的晶体品质以及织构特征需要对于其结晶生长历程举行精准的节制。然而这种质料组分繁杂，以差别的晶核为出发点的结晶路子会彼此竞争，终极致使薄膜存于多种相态且组分漫衍不均一，孕育发生年夜量缺陷。

针对于这一问题，团队提出了一种简朴普适的晶核项目计谋，经由过程于先驱液中简朴地增添长链烷基胺，如油胺碘，造成具备匀称组分漫衍的单一3C相上风晶核，年夜幅按捺了其他非抱负晶核的孕育发生。同时联合真空抽气薄膜沉积技能，削减晶核生长历程中局部情况的影响，从而制备出高结晶性且晶面取向高度集中的高品质宽带隙钙钛矿薄膜。

运用晶核项目，团队制备出具备更低非辐射复合丧失的宽带隙钙钛矿薄膜与钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池。基在1平方厘米以及25平方厘米活性面积的器件别离取患了32.5%（第三方评估为32.0%）以及29.4%（第三方评估为28.9%）的光电转换效率。

同时，这些薄膜也体现出更好的光热不变性。光老化200小时后，薄膜的PL波长漂移获得显著按捺。85°C热老化831小时后，薄膜的XRD旌旗灯号与初始状况连结一致，晶体品质连结精良。封装的钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池在尺度光照前提下，于25°C以及50°C别离跟踪1301小时以及800小时后，连结了初始效率的98.3%以及90%，比拟较在未优化的样品，具备更长的运转寿命。

此外，器件也揭示出于临近空间等极度情况运用的可能性。封装后的器件于全谱光照、245 K、5 kPa 低气压下运转56小时后，依然保留了初始效率的90.4%。

论文第一作者为北京理工年夜学质料学院助理传授陈怡华、玻士生杨宁、中国科学院上海高档研究院同步辐射中央副研究员郑官好汉，论文通信作者为陈怡华、北京曜能科技有限公司玻士吴颐良、陈棋。

相干论文信息：https://doi.org/10.1126/science.ado9104

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