研究背景

寬帶隙（~1.8 eV）鈣鈦礦是在低成本單片全鈣鈦礦疊層太陽能電池中與窄帶隙鈣鈦礦配對的關鍵成分。 但是，寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池的穩定性和效率受限于光致鹵化物偏析和大光電壓不足。

主要內容

在本文中，南京大學譚海仁團隊提出了一種空間工程，可獲得適用于全鈣鈦礦疊層的高質量、光穩定的寬帶隙鈣鈦礦(~1.8 eV)。 通過二甲基銨和氯化物合金化到混合陽離子混合鹵化物鈣鈦礦中，可以獲得溴化物含量較低，晶格應變和陷阱密度同時達到最小化的寬帶隙鈣鈦礦。此時寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池表現出顯著改善的性能和光穩定性，在最大功率點運行1000小時后仍能保持>90%的初始效率。 南京大學譚海仁團隊通過空間工程制備三陽離子/三鹵化物寬帶隙鈣鈦礦，進一步在全鈣鈦礦疊層太陽能電池中獲得了穩定的26.0%的光電轉化效率，從而為多結光伏器件制備高效穩定的寬帶隙子電池提供途徑。

測量實例

對于疊層太陽能電池，在雙燈高光譜匹配太陽光模擬器（SAN-EI ELECTRIC, XHS-50S1）的光照下進行J-V等光電特性表征。太陽光模擬器的光譜經過微調，確保在波長范圍400~1000 nm之間，以每50 nm的為間隔進行區間積分，光譜適配在±3%以內。太陽光模擬器的光照強度設置為100mW cm^-2，同時用帶有石英窗口的校準晶體硅基標準太陽能電池(KG-0)進行核對。

文獻信息：Steric engineering enables efficient and photostable wide-bandgap perovskites for all-perovskite tandem solar cells

Jin Wen, Yicheng Zhao, Zhou Liu, Han Gao, Renxing Lin, Sushu Wan, Chenglong Ji, Ke Xiao, Yuan Gao, Yuxi Tian, Jin Xie, Christoph J. Brabec and Hairen Tan*