高效室内光伏的三元卤化物宽带隙钙钛矿材料
摘要：室内光伏在物联网的持续发展下受到了极大关注。我们在这里报道了一种三阴离子（Triple Anion，TA）钙钛矿CH3NH3PbI2.6(BrCl)0.2，其具有定制的带隙，比甲基铵铅碘CH3NH3PbI3更适合室内光能收集。表现最佳的TA钙钛矿室内光伏器件在1000勒克斯室内照明（0.3 mW/cm2辐照度）下实现了稳态光电转换效率（PCE）为25.1\%，输出功率密度约为75微瓦/平方厘米。该PCE比等效CH3NH3PbI3器件的PCE（17.9\%）高出近40\%。通过三阴离子合金化方法实现了较长的载流子寿命、降低的陷阱态密度和改进的晶体质量。进一步研究了氯（Cl）在TA型室内光伏器件性能提升中的决定性作用，通过逐渐减少氯含量并将其与相应的光伏器件性能相关联。实验证明，将常用的Spiro-MeOTAD空穴传输层替换为未掺杂的P3HT能够显著减小室内照明条件下的电流-电压滞后效应。基于石墨烯包覆的纺织纤维温度传感器成功地由三阴离子钙钛矿室内光伏器件供电。本研究结果展示了一种最大化卤化物钙钛矿室内光伏器件PCE和其在物联网行业应用潜力的新途径。
作者：Shaoyang Wang, Paul R. Edwards, Maged Abdelsamie, Peter Brown, David Webster, Arvydas Ruseckas, Gopika Rajan, Ana I. S. Neves, Robert W. Martin, Carolin M. Sutter-Fella, Graham A. Turnbull, Ifor D. W. Samuel and Lethy Krishnan Jagadamma
论文ID：2301.13772
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2023-02-01