高效CsPbI2Br全无机钙钛矿太阳电池的界面工程

全无机钙钛矿电池具有比有机-无机杂化钙钛矿电池更好的热稳定性、适用于叠层电池的宽带隙子电池，在近几年受到了人们的热切关注，并取得了一系列显著的突破。但由于CsPbI₃存在结构不稳定的问题，而CsPbBr₃由于带隙过大而不适用于制备高效太阳能池。因此混合卤素的CsPbI₂Br由于拥有更好的结构稳定性和较宽的吸收受到了更多的关注。然而目前能量损失(> 0.7 eV)成为制约制备高效的CsPbI₂Br电池的最主要因素。

图1、全无机CsPbI2Br钙钛矿电池器件结构、能级示意图和J-V曲线

近期，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验薛启帆博士和叶轩立教授通过引入SnO₂/ZnO双电子传输层来减小电池的能量损失，由于ZnO具有更高的导带(-4.21 eV)，使钙钛矿与SnO₂/ZnO之间的能级更为匹配，SnO₂/ZnO双电子传输层具有比单层更强的载流子收集能力，并且能够有效抑制界面缺陷复合。从而制备了开路电压达到1.23V，效率高达14.6%全无机CsPbI₂Br钙钛矿太阳能电池

相关成果以《Interface Engineering for All-Inorganic CsPbI₂Br PerovskiteSolar Cells with Efficiency over 14%》为题，发表在Advanced Materials（Adv. Mater. 2018, 30, 1802509）上，作者为Lei Yan（鄢磊）, Qifan Xue（薛启帆）,* Meiyue Liu（刘梅月）, Zonglong Zhu（朱宗龙）, Jingjing Tian（田晶晶）, Zhenchao Li（黎振超）, Zhen Chen（陈震）,Ziming Chen（陈梓铭）, He Yan（颜河）, Hin-Lap Yip（叶轩立）* and Yong Cao（曹镛）。相关工作得到了国家科技部，国家自然科学基金委员会等资助。