9月4日消息,据PV Tech报道,日本上智大学(东京)与国家材料研究所(NIMS,筑波)的研究人员开发出一种提升锡基钙钛矿太阳能电池性能与耐久性的新方法,相关成果近日发表。

团队在Ruddlesden-Popper锡卤化物钙钛矿电池中添加了杂原子分子2-氨基苯并噻唑(2-ABZ)(含氮、碳、硫、氢),构建了同时增强光伏性能与器件寿命的多功能钝化策略。优化后的器件转换效率达9.07%,对照组仅为6.6%;存储100天后仍保留84.94%的初始效率,未处理电池仅保留48.95%;在10小时模拟阳光照射后,2-ABZ电池保持89%的功能,而未处理电池在第一小时内即快速退化。

机理层面,2-ABZ在整个器件结构中充当多功能分子稳定剂:调控结晶过程、减少陷阱形成、阻止离子迁移、抑制锡氧化并改善界面能级对齐,系统性弥补了锡基钙钛矿的多项本征短板。领导研究的上智大学理工学部材料与生命科学系Yuko Takeoka教授表示,2-ABZ在界面处的积聚对减少钙钛矿层中的埋藏缺陷至关重要——它在层底部形成高密度成核位点,从而产出高质量且稳定的薄膜。

锡被视为钙钛矿电池中有毒且商用受限的铅的潜在替代品,但锡基体系长期受困于效率低和稳定性差。Takeoka指出,本研究为开发更安全的无铅太阳能电池指明了路径,有助于扩大光伏电池的应用范围,其团队正追求轻量、柔性、形状可控的钙钛矿电池。产业化维度上,Caelux(美国,钙钛矿光伏玻璃)和Oxford PV等公司正在推进商用规模的钙钛矿量产,无铅化路线的任何稳定性突破都将影响这一技术路线的长远竞争力。 (来源:PV Tech)