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理解钙钛矿太阳能电池中温度依赖的电荷提取与陷阱效应

DOI：10.1002/adfm.202000550 期刊：Advanced Functional Materials 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 通过详细的温度（T）依赖性研究可以更深入地理解限制钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的因素?；诰哂性图谆θ饣铮∕APbI3）钙钛矿吸收层的p-i-n型PSCs，我们探索了温度依赖性的光伏特性，在较宽的低温范围内观察到三个器件参数（开路电压VOC、短路电流密度JSC和填充因子FF）均呈现负温度系数，这使得在220 K时获得了最高21.4%的功率转换效率（PCE），其填充因子（FF）高达近82%。这些温度行为可通过低温下增强的界面电荷转移、减少的电荷捕获（伴随非辐射复合抑制）以及光学带隙变窄来解释。通过对比含有PASP钝化层的MAPbI3器件的温度依赖性行为，发现室温下PCE有所提升，但JSC和FF的温度依赖性减弱（最终导致PCE几乎不受温度影响）。这些结果表明：所采用的全有机电荷传输层对低温器件运行并非限制因素，而选择的陷阱钝化层会影响温度依赖性光伏特性，因此在温度变化环境中运行的PSCs需考虑这一因素。
作者： Qian Zhou，Boxing Wang，Rui Meng，Jiyu Zhou，Shenkun Xie，Xuning Zhang，Jianqiu Wang，Shengli Yue，Bing Qin，Huiqiong Zhou，Yuan Zhang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了理解钙钛矿太阳能电池（PSCs）中与温度相关的行为及其性能限制因素，重点关注电荷提取、电荷捕获以及钝化层的作用。

研究成果

研究表明，在低温条件下，MAPbI3太阳能电池中的电荷提取并非限制因素，但陷阱钝化层的选择会显著影响温度依赖性的光伏特性。这说明界面工程对于优化钙钛矿太阳能电池在温度变化环境中的性能至关重要。

研究不足

该研究仅限于基于MAPbI3的钙钛矿太阳能电池，其电荷传输层具有特定结构。研究结果可能无法直接适用于其他钙钛矿组分或器件结构。此外，未探讨温度对长期稳定性的影响。

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