科研專欄 / ENLITECH
第一作者： 董慶順，陳敏，劉宇航
通訊作者： 史彥濤，Nitin P. Padture
DOI: 10.1016/j.joule.2021.04.014
為了實現基于 α 相甲脒碘化鉛 (FAPbI 3 ) 的高效鈣鈦礦太陽能電池 (PSC) ，通常在前體溶液中添加甲基氯化銨 (MACl)，主要是因為相穩定性和晶粒尺寸的改善和結晶度。然而，鈣鈦礦中 MA 的不穩定性限制了器件的長期穩定性。Joule (IF 41.248) 今年6月刊登了一項有關柔性PSC的研究，研究人員透過低維 (low-dimensional, LD) 金屬鹵化物鈣鈦礦 (metal-halide perovskite, MHP) 薄膜覆蓋層，同時提高效率、運行穩定性和機械可靠性。
鈣鈦礦太陽能電池 (PSC) 在功率轉換效率 (PCE) 和運行穩定性方面取得了很大進展，盡管如此，卻很少有人關注到機械可靠性。機械可靠性對于柔性鈣鈦礦太陽能電池 (flexible PSCs, f-PSCs) 來說非常重要。在此研究中，研究人員在 f-PSC 的 3D MHP 光吸收薄膜上，以低維金屬鹵化物鈣鈦礦 (LD MHP) 薄膜覆蓋。透過金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜，研究人員增強了光載流子提取，提供對環境的保護，并「密封」3D MHP 薄膜上的表面缺陷。同時，也降低了彎曲時開裂的傾向。
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Highlights
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● 斷裂力學為提高柔性PSC的力學穩定性提供了理論依據
● 3-CBAI選擇性地與PbI2反應，在3D鈣鈦礦薄膜晶界處原位生長低維（LD）鈣鈦礦
● LD/3D鈣鈦礦薄膜增強了柔性PSC的力學穩定性
● LD/3D鈣鈦礦基柔性PSC獲得了21.0%的最高光電轉換效率
透過光焱科技量子效率測量系統，研究結果顯示 f-PSC 的 PCE (21.0 %) 、操作穩定性 (T90 = >800 h) 和彎曲耐久性 (T80 = 20,000 次拉伸彎曲循環) 有顯著的同步改進。
光焱科技量子效率測量系統除了用于太陽能電池的EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析，同時對于太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流，也提供了Jsc (short-circuit current density) 的比對，以證明實驗的準確性。
圖表解析
LD/3D 和 3D MHP 薄膜 f-PSC 的性能
f-PSC 的操作穩定性和彎曲耐久性
推薦儀器
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SS-X系列太陽光模擬器是一款A+光譜等級的超級太陽光模擬器。
具備更低的光譜失配誤差，數據更好更準確，文獻發表沒困擾；
自動變光強測試分析理想因子n與更高的1sun；
更高的1sun維持工作時數與更簡便的操作與維護。
QE-R 量子效率測試系統
可信賴性
擁有ISO17025 量子效率光電校正實驗室認證之設備制造商；
國際期刊提及之設備制造商；
量子效率量測儀 出貨量超過五百臺；
測量結果大量被高引論文及高影響因子期刊采用。
KA6000測試軟件
KA6000 – *的鈣鈦礦電池 IV 測量和分析軟件
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