新型添加剂有助于提高钙钛矿/硅串联太阳能电池的稳定性

中国科学院宁波材料技术与工程研究所叶继春教授团队开发出一种长烷基链阴离子表面活性剂(LAS)添加剂，可显着提高长期运行稳定性钙钛矿/硅串联太阳能电池。该研究发表在《自然通讯》上。

得益于功率转换效率(PCE)的快速发展，在过去八年中已从13.7%跃升至33.2%，钙钛矿/硅叠层太阳能电池前景广阔。然而，钙钛矿活性层相对较低的稳定性仍然阻碍了钙钛矿/硅串联器件的开发和商业化。

传统的提高稳定性的方法包括封装、结晶工程和缺陷钝化。与金属、玻璃和聚合物中的“应力腐蚀”类似，亚临界钙钛矿劣化不可避免地会因制造和操作过程中的拉伸应力而发生，从而降低器件性能。

为了抑制“应力腐蚀”，研究人员开发了一种用于钙钛矿/硅串联太阳能电池的新型LAS添加剂。

凭借表面偏析和胶束化，LAS添加剂可以化学改变钙钛矿结晶动力学。此外，它可以在物理上形成胶状支架以消除残余应力。

由于缺陷减少，离子迁移受到抑制，能级排列得到改善，未封装的钙钛矿和钙钛矿/硅串联太阳能电池表现出优异的操作稳定性。

在连续光照射下，LAS修饰的单结钙钛矿和双结钙钛矿/硅串联器件在最大功率点跟踪3,000小时和450小时后分别可以保留其原始PCE的85.7%和93.6%，分别位于迄今为止在类似条件下报告的最佳稳定性。

本研究的创新方法可能为高稳定性钙钛矿/硅串联太阳能电池的商业化生产和大规模应用提供见解。