基于CsPb0.9Sn0.1IBr2的高效率高稳定性全无机钙钛矿太阳能电池

近年来，钙钛矿太阳能电池的出现极大的促进了光伏技术的发展。如今有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的认证效率已达22.7%。常见的杂化钙钛矿太阳能电池通常含有有机阳离子MA⁺和FA⁺，这是因为这些有机阳离子带隙合适，吸光度好。但是由于这些杂化钙钛矿太阳能电池和一些有机空穴传输层在水分、氧气和紫外光的环境下稳定性较差，因此很难用于大规模的生产和应用。

为了提高电池稳定性，最近一类基于铯金属卤化物（CsMX₃，M = Pb或Sn；X = I，Br，Cl或混合卤化物）的无机钙钛矿太阳能电池受到了广泛关注，这类钙钛矿摒弃了所有的有机成分，使得钙钛矿太阳能电池对于环境的压力有所缓解。2016年底，南京大学化学化工学院金钟教授（点击查看介绍）、刘杰教授（点击查看介绍）团队提出了基于无机钙钛矿和纳米碳电极的“全无机”钙钛矿太阳能电池的新概念，为制备下一代高稳定性太阳能电池展现了巨大的潜力。但是由于CsPbBr₃的带隙较宽(~2.3eV)，其光电转换效率较低，对此，该课题组通过对无机钙钛矿材料的能隙调控，提出了混合Pb²⁺/Sn²⁺、混合I^-/Br^-的无机钙钛矿材料CsPb_0.9Sn_0.1IBr₂的合成方法，此无机钙钛矿具有1.79eV的合适带隙，Sn²⁺和I^-的引入将导带底和价带顶调整到了合适的能量水平。

基于CsPb_0.9Sn_0.1IBr₂ 和碳电极的全无机钙钛矿太阳能电池展现了良好的稳定性、耐热性以及耐湿性。其摒弃了不稳定的有机成分和贵金属，制作方便，无需在手套箱中进行操作，电池的稳定性大幅上升的同时还降低了制作成本。此全无机钙钛矿太阳能电池展现出了1.26 V的高开路电压和高达11.33%的光电转换效率，这在现有的基于CsMX₃钙钛矿太阳能电池中处于领先水平。在稳定性方面，封装后的电池在三个月内效率几乎没有下降，且在100 ℃加热两周情况下电池仍能正常工作。

该工作发表在Journal of the American Chemical Society 上。

该论文作者为：Jia Liang, Peiyang Zhao, Caixing Wang, Yanrong Wang, Yi Hu, Guoyin Zhu, Lianbo Ma, Jie Liu, Zhong Jin

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

CsPb_0.9Sn_0.1IBr₂ Based All-Inorganic Perovskite Solar Cells with Exceptional Efficiency and Stability

J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 14009-14012, DOI: 10.1021/jacs.7b07949

导师介绍

金钟

http://www.x-mol.com/university/faculty/11542

刘杰

http://www.x-mol.com/university/faculty/11618