为解决钙钛矿太阳能电池与结构硅集成的挑战,在这篇文章中,中国科学技术大学徐集贤教授等人开发了一种基于有机金属酞菁铜(CuPc)的多层结构空穴传输层(HTL): N,N,N′,N′-tetra[(1,1′-biphenyl)-4-yl](1,1′:4′,1″-terphenyl)-4,4″-diamine (TaTm)/CuPc/Al2O3。热蒸发的CuPc为钙钛矿溶液提供了稳定性和所需的润湿性。
研究团队在CuPc/钙钛矿界面上发现了一种独特的表面-体复合模式,这种模式可以产生高填充因子(FF=87%),但由于表面复合损失,开路电压(Voc)偏低。TaTm增强了电子阻挡,而Al2O3形成多孔绝缘体接触,减轻了非辐射复合。在不影响载流子提取效率的前提下,TaTm和Al2O3对CuPc进行了双面优化,有效地减少了表面复合。该HTL结构在p-i-n单结电池中,1.65eV和1.54eV钙钛矿的PCE值分别为22.5%和24.5%,在结构硅/钙钛矿叠层电池中,PCE值为28.9%。保形和可湿的HTL结构促进了均匀的钙钛矿涂层,从而减少生产线上有结构的Cz-Si晶圆上金字塔穿孔等问题。
Understanding and Engineering the Perovskite/Organometallic Hole Transport Interface for High-Performance p–i–n Single Cells and Textured Tandem Solar Cells
Shaojie Yuan, Kaitian Mao, Fengchun Cai, Zhengjie Zhu, Hongguang Meng, Tieqiang Li, Wei Peng, Xingyu Feng, Weiwei Chen, Jiahang Xu, and Jixian Xu*