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【重點摘要】

1. AX組分:構成鈣鈦礦的有機銨陽離子

2. 螯合配體:六氟苯等能與AX組分發生非共價相互作用的有機小分子

3. 非共價相互作用:指陽離子-π相互作用等

4. 定點調控:精確調控

5. 前驅體反應:構成鈣鈦礦的焦磷酸甲酯和鹵化鉛等反應

6. 鈣鈦礦光伏器件:鈣鈦礦太陽能電池

【利用陰離子-π相互作用調控鈣鈦礦太陽能電池前驅體反應】

研究人員設計了一種通過陰離子-π相互作用精確調控鈣鈦礦太陽能電池前驅體反應的新方法。這項研究為實現高效率和高穩定性的鈣鈦礦太陽能電池提供了嶄新思路。

【陰離子-π相互作用調控前驅體反應】

具體而言,研究人員利用六氟苯分子與鈣鈦礦前驅體中的有機陽離子發生相互作用。這種相互作用可以有效調節前驅體和鈣鈦礦化合物之間的反應速率。這提供了一種“雙基位調控"新策略,不同于傳統只調控鈣鈦礦化合物的策略。

【提高太陽能電池效率與穩定性】

應用這種新策略生長鈣鈦礦材料的太陽能電池,其材料薄膜質量更高,光吸收性能更優異,相純度更高,沒有明顯缺陷。這種材料的太陽能電池功率轉換效率可達24%以上(0.08-cm2器件達到26.07%(認證效率為25.8%),1-cm2件達到24.63%),長期穩定性大幅提升。

【展望未來】

這項研究為鈣鈦礦太陽能電池的發展開拓了新方向。未來可望通過精確調控鈣鈦礦材料的結構與性質,實現更高轉換效率與長期穩定的鈣鈦礦太陽能電池。

補充圖20.對照組和六氟苯處理組太陽電池的外量子效率及集成電流密度。六氟苯組在800nm下外量子效率更高,光譜邊沿發生5nm紅移。整合計算六氟苯組的短路電流密度比對照組高0.4 mA cm2。

補充圖16.不同六氟苯濃度鈣鈦礦太陽能電池的J-V掃描照度效率及穩態功率輸出。