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通过精确控制电子传输层实现高性能柔性钙钛矿太阳能电池

DOI：10.1002/aenm.201901419 期刊：Advanced Energy Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 柔性钙钛矿太阳能电池（f-PSCs）因其广阔的商业前景备受关注。然而其性能通常逊于刚性同类器件。研究发现，平面异质结（PHJ）f-PSCs性能不佳源于柔性基底粗糙表面导致的电子传输层（ETL）形貌缺陷。通过精确调控二氧化锡（SnO2）电子传输层的厚度与形貌，不仅能降低聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）基底上氧化铟锡（ITO）的反射率以增强光子捕获，还可减少钙钛矿薄膜的陷阱态密度与电荷转移电阻，从而显著提升器件性能。由此制备的PEN/ITO/SnO2/钙钛矿/Spiro-OMeTAD/Ag结构f-PSCs实现了19.51%的光电转换效率（PCE）和19.01%的稳定输出。该器件展现出优异的耐弯折性，在8毫米弯曲半径下经历6000次循环后仍保持初始PCE的95%，且在未封装条件下于空气（10%相对湿度）中存储超1000小时后仍维持约90%的初始性能。
作者： Keqing Huang，Yongyi Peng，Yaxin Gao，Jiao Shi，Hengyue Li，Xindi Mo，Han Huang，Yongli Gao，Liming Ding，Junliang Yang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过精确控制电子传输层（ETL）的形貌和厚度来提升柔性钙钛矿太阳能电池（f-PSCs）的性能，以解决其相较于刚性器件性能较差的问题。

研究成果

通过精确控制SnO2电子传输层的形貌和厚度，显著提升了柔性钙钛矿太阳能电池的性能，实现了19.51%的功率转换效率，并展现出优异的抗弯曲能力和长期稳定性。该方法为高性能柔性钙钛矿太阳能电池的商业化铺平了道路。

研究不足

该研究强调了精确控制ETL形貌和厚度的必要性，这可能会使制备过程复杂化。研究发现ITO在剧烈弯曲条件下的机械耐受性存在局限，表明需要替代的导电电极。

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