科研专栏 / ENLITECH
第一作者： 董庆顺，陈敏，刘宇航
通讯作者： 史彦涛，Nitin P. Padture
DOI: 10.1016/j.joule.2021.04.014
为了实现基于 α 相甲脒碘化铅 (FAPbI 3 ) 的高效钙钛矿太阳能电池 (PSC) ，通常在前体溶液中添加甲基氯化铵 (MACl)，主要是因为相稳定性和晶粒尺寸的改善和结晶度。然而，钙钛矿中 MA 的不稳定性限制了器件的长期稳定性。Joule (IF 41.248) 今年6月刊登了一项有关柔性PSC的研究，研究人员透过低维 (low-dimensional, LD) 金属卤化物钙钛矿 (metal-halide perovskite, MHP) 薄膜覆盖层，同时提高效率、运行稳定性和机械可靠性。
钙钛矿太阳能电池 (PSC) 在功率转换效率 (PCE) 和运行稳定性方面取得了很大进展，尽管如此，却很少有人关注到机械可靠性。机械可靠性对于柔性钙钛矿太阳能电池 (flexible PSCs, f-PSCs) 来说非常重要。在此研究中，研究人员在 f-PSC 的 3D MHP 光吸收薄膜上，以低维金属卤化物钙钛矿 (LD MHP) 薄膜覆盖。透过金属卤化物钙钛矿薄膜，研究人员增强了光载流子提取，提供对环境的保护，并「密封」3D MHP 薄膜上的表面缺陷。同时，也降低了弯曲时开裂的倾向。
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Highlights
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● 断裂力学为提高柔性PSC的力学稳定性提供了理论依据
● 3-CBAI选择性地与PbI2反应，在3D钙钛矿薄膜晶界处原位生长低维（LD）钙钛矿
● LD/3D钙钛矿薄膜增强了柔性PSC的力学稳定性
● LD/3D钙钛矿基柔性PSC获得了21.0%的最高光电转换效率
透过光焱科技量子效率测量系统，研究结果显示 f-PSC 的 PCE (21.0 %) 、操作稳定性 (T90 = >800 h) 和弯曲耐久性 (T80 = 20,000 次拉伸弯曲循环) 有显著的同步改进。
光焱科技量子效率测量系统除了用于太阳能电池的EQE (External Quantum Efficiency) 光谱分析，同时对于太阳能电池在太阳光模拟器下的短路电流，也提供了Jsc (short-circuit current density) 的比对，以证明实验的准确性。
图表解析
LD/3D 和 3D MHP 薄膜 f-PSC 的性能
f-PSC 的操作稳定性和弯曲耐久性
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