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一种倒置结构的BiI3/PCBM二元准体异质结太阳能电池，其功率转换效率为1.50%

DOI：10.1016/j.nanoen.2020.104799 期刊：Nano Energy 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 有毒铅的使用阻碍了卤化铅钙钛矿太阳能电池的广泛应用，从而激发了开发无铅太阳能电池的热潮。本研究报道了一种简便的低温溶液法制备的碘化铋(BiI3)/[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)二元准体异质结(BQ-BH)太阳能电池。该研究创新性地将BiI3和PCBM层分别作为电子给体和受体构建BQ-BH结构以促进激子分离?？奶秸肓ο晕⒕凳笛橹な礏iI3/PCBM BQ-BH界面能有效实现激子分离。优化的倒置型BiI3/PCBM BQ-BH太阳能电池实现了1.50%的冠军功率转换效率，并创下8.76 mA cm-2的短路电流密度纪录。本研究表明通过构建合适的电子给体/受体型BQ-BH结构可有效促进激子分离，为提升BiI3基太阳能电池性能提供了新途径。
作者： Jian Kang，Shan Chen，Xiaole Zhao，Huajie Yin，Weiping Zhang，Mohammad Al-Mamun，Porun Liu，Yun Wang，Huijun Zhao
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究采用三碘化铋（BiI3）和[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）分别作为电子给体和受体，构建二元准体异质结（BQ-BH）以实现高效激子分离的无铅太阳能电池开发。

研究成果

该研究成功展示了基于BiI3的太阳能电池中一种电子给体/受体型二元准体异质结概念，实现了高效激子分离，并获得了1.50%的冠军功率转换效率（PCE）。该方法通过构建具有匹配能带的激子分离结，为提升铋基太阳能电池的性能开辟了新途径。

研究不足

研究发现PEDOT/BiI3界面存在较高的暗电流密度和电荷复合现象，导致开路电压较低。串联电阻较高而并联电阻较低，影响了填充因子。未来工作可探索BiI3掺杂、改善光活性层形貌以及选择更有利的界面层来提升器件性能。

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