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童国庆&戚亚冰等人Nat Commun:新型TFSI掺杂spiro钙钛矿电池组件效率突破20.95%,运行700小时几乎不衰减

来源:知光谷 发布时间:2025-12-01 15:59:04
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Spiro-OMeTAD是高效n-i-p钙钛矿光伏器件中最常用的空穴传输层材料,然而传统掺杂方法(如LiTFSI与tBP)导致器件运行稳定性差。

本文合肥工业大学童国庆、冲绳科学技术大学院大学Luis K. Ono和上海交通大学戚亚冰等人提出一种利用光在铵盐TFSI掺杂剂中产生质子的策略,通过形成氧化spiro提高空穴传输层电导率(简称光氧化掺杂处理,LODT)。采用LODT策略的器件表现出更低的迟滞效应和增强的运行稳定性。最佳钙钛矿太阳能组件的认证效率达到20.95%(孔径面积12.83 cm²),是目前无锂spiro-OMeTAD基组件中的佼佼者。

此外,未封装的钙钛矿太阳能电池在连续运行700小时后,效率仅下降7%,展现出卓越的稳定性。

研究亮点:

  1. 首创光氧化掺杂技术:利用NH₄TFSI在光照下释放质子,实现spiro-OMeTAD在溶液中的快速氧化,摆脱传统空气氧化依赖,显著提升空穴传输层导电性与器件稳定性。
  2. 多功能TFSI盐协同调控:在钙钛矿体相引入KTFSI调控结晶与能级,表面使用OATFSI构建稳定二维层并增强疏水性,实现能级匹配与缺陷钝化的双重优化。
  3. 高效大面积组件与超强稳定性:实现20.95%认证效率的钙钛矿太阳能组件,并在未封装条件下连续运行700小时仍保持97%初始效率,为无锂spiro基器件树立新标杆。

(文章In Press状态,图文色彩有误,感兴趣可以去官网下载)

(2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-66752-2

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202512/01/50013710.html

责任编辑:wanqin

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