用于高效钙钛矿串联太阳能电池的交联空穴传输层

单结钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的功率转换效率 (PCE) 在短短十年内从 3.8% 显着提高到 25.2%。随着 PCE 的快速发展已接近其理论效率的极限，通过组合具有不同带隙的子电池来制造串联太阳能电池提供了一条超越单结太阳能电池的肖克利-奎瑟极限的途径。

串联器件利用太阳光谱的不同部分，使用具有不同带隙的子电池来减少光生载流子的热损失。由于带隙可调、吸收系数高和制造成本低，金属卤化物钙钛矿是串联器件的有希望的候选者。

然而，基于钙钛矿的串联太阳能电池的效率在很大程度上受到宽带隙顶部电池的限制，这些顶部电池通常具有较大的开路电压 (V OC ) 损失。钙钛矿和空穴传输层(HTL)之间界面处严重的非辐射电荷复合是导致大 V OC损失的关键因素。

近日，南京大学谭海仁教授课题组采用交联有机小分子VNPB作为宽带隙钙钛矿太阳能电池的HTL。对于带隙为 1.6 eV、1.7 eV 和 1.8 eV 的宽带隙太阳能电池，AV OC成功增加了近 50 mV。与使用 PTAA 聚合物 HTL 的控制装置相比，沉积在 VNPB 上的钙钛矿薄膜具有更大的晶粒尺寸和更好的结晶度。VNPB 可实现更快的电荷提取并降低 HTL/钙钛矿界面处的缺陷密度。

密度泛函理论(DFT)计算表明，VNPB与钙钛矿之间的接触越密切，缺陷形成能增加，缺陷密度降低，从而有效减少载流子的非辐射复合。最后，使用VNPB作为HTL的钙钛矿/钙钛矿和钙钛矿/硅串联太阳能电池的PCE分别达到24.9%和25.4%。

这项工作表明，可交联的小分子有望用于高效且具有成本效益的钙钛矿 串联光伏器件。

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