南华大学王行柱、刘畅团队通过BrDS分子掺杂助力锡基钙钛矿电池实现14.98%的光电转换效率

周贤勇新湖南客户端 2024-04-03 10:52:06

近日，南华大学电气工程学院王行柱、刘畅团队在国际顶尖学术期刊《Energy & Environmental Science：能源环境科学》上发表了题为“Additive engineering with 2,8-dibromo-dibenzothiophene-S,S-dioxide enabled tin-based perovskite solar cells with 14.98% power conversion efficiency”（通过2，8-二溴-二苯并噻吩-S，S-二氧化物添加剂工程助力锡基钙钛矿电池实现14.98%的光电转换效率）的研究论文。

作为最有前途的无铅钙钛矿，锡基钙钛矿因其合适的带隙和低毒性而备受关注。然而，锡基钙钛矿中的许多缺陷（由Sn²⁺ 氧化为Sn⁴⁺ 以及快速结晶引起的锡空位缺陷、晶界缺陷和点缺陷）会导致器件光电转换效率的严重损失。本工作提出了一种通用有效的分子掺杂策略，通过2,8-二溴二苯并噻吩S,S-二氧化物（BrDS）有机分子掺杂来改善锡基钙钛矿薄膜的晶体结构和光电性能。BrDS的引入可以有效地抑制Sn²⁺ 的氧化，同时还能钝化锡基钙钛矿薄膜中的晶界缺陷和点缺陷。掺杂BrDS的锡基钙钛矿薄膜拥有更高的载流子寿命和晶体质量。最终，经BrDS掺杂的器件实现了14.98%的光电转换效率（认证效率为14.36%），这是迄今为止报道的锡基钙钛矿电池中最高的光电转换效率之一。此外，经BrDS 改性的锡基钙钛矿太阳能电池拥有更高的长期稳定性。

南华大学电气工程学院周贤勇博士（校聘教授）为论文第一作者，南华大学王行柱教授和南方科技大学徐保民教授为共同通讯作者，南华大学电气工程学院为通讯单位。该研究得到了科技部重点研发、国家自然科学基金、湖南省自然科学基金等项目的支持。（周贤勇）

作者：周贤勇

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来源：新湖南客户端

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