在鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)中,引入中間層以橋接載流子傳輸層和光活性層已成為提高載流子提取效率的關鍵策略。然而,傳統方法往往受到蹺蹺板效應的限制,難以在電子傳輸和缺陷鈍化之間實現最佳平衡。鑒于此,山東大學William W Yu等采用了負載Cu2+的金屬化卟啉基共價有機框架(Cu-Por-COF)作為鈣鈦礦底部界面的導電多孔層(CPL)。
本文要點:
(1)實驗結果表明,19%的Cu-Por-COF覆蓋顯著增強了電子傳輸,并有效抑制了遠距離電子擴散。此外,精心設計的Cu-Por-COF提供了豐富的活性位點,改善了鈣鈦礦層的成膜質量,從而促進了電子注入和缺陷鈍化的有益協同作用。
(2)n-i-p型器件在0.09 cm2和1.01 cm2的面積下分別達到了25.41%和21.99%的光電轉換效率(PCE)。通過使用Cu-Por-COF穩定鈣鈦礦晶體結構,未封裝的器件在2000小時后仍保持超過83%的初始效率。此外,Cu-Por-COF有效地螯合了鉛離子,從而提高了鈣鈦礦太陽能電池的環境可持續性。
Zhengyan He, Tianxiang Luan, Qilin Wei, Liang Wang, Dan Huang, Haibo Chen, Ivan Yu Dmitriev, Peizhou Li, Shufang Zhang, William W Yu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202505470.
https://doi.org/10.1002/anie.202505470