新型添加剂有助于提高钙钛矿/硅叠层太阳能电池的稳定性

中国科学院宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)叶继春教授的团队开发了一种长烷基链阴离子表面活性剂(LAS)添加剂，可以显着提高钙钛矿/硅叠层太阳能电池的长期运行稳定性。该研究发表在Nature Communications上。

由于功率转换效率(PCE)的快速发展，在过去八年中从13.7%跃升至33.2%，钙钛矿/硅叠层太阳能电池前景广阔。然而，钙钛矿活性层相对较低的稳定性仍然阻碍了钙钛矿/硅串联器件的开发和商业化。

提高稳定性的传统方法包括封装、结晶工程和缺陷钝化。与金属、玻璃和聚合物中的“应力腐蚀”类似，亚临界钙钛矿劣化不可避免地会由于制造和操作过程中的拉伸应力而发生，从而降低器件性能。

为了抑制“应力腐蚀”，研究人员为钙钛矿/硅叠层太阳能电池开发了一种新型LAS添加剂。

凭借表面偏析和胶束化，LAS添加剂可以化学改变钙钛矿结晶动力学。此外，它可以物理形成胶状脚手架以消除残余应力。

由于缺陷减少、离子迁移抑制和能级排列改善，未封装的钙钛矿和钙钛矿/硅叠层太阳能电池表现出优异的运行稳定性。

在连续光照明下，LAS改性的单结钙钛矿和双结钙钛矿/硅串联器件在经过85，7小时和93小时的最大功率点跟踪后，分别可以保留其原始PCE的6.3%和000.450%，这是迄今为止在类似条件下报告的最佳稳定性之一。

本研究的创新方法可能为高度稳定的钙钛矿/硅叠层太阳能电池的商业生产和大规模应用提供见解。