第6章 高效钙钛矿太阳能电池的稳定性提升策略及产业化前景

论文珍宝阁 五车五 1174 字 3个月前

钙钛矿材料对水分非常敏感,空气中的水分会与钙钛矿发生化学反应,生成氢氧化物和卤化物等物质,导致钙钛矿结构的破坏和性能的下降。

三、稳定性提升策略

(一)材料优化

1. 组分调控

通过在钙钛矿材料中掺入合适的元素,如铯(Cs)、铷(Rb)等,可以改善钙钛矿晶体的结构稳定性。此外,调整卤化物的比例(如碘、溴、氯)也可以优化材料的带隙结构,提高电池的稳定性和效率。

2. 缺陷钝化

钙钛矿晶体中的缺陷会成为载流子复合中心,影响电池的性能和稳定性。采用表面钝化剂,如路易斯碱、有机铵盐等,可以有效地钝化缺陷,减少载流子复合,提高电池的稳定性。

(二)器件结构设计

1. 多层结构

采用多层结构的器件设计,如在钙钛矿层与电极之间插入缓冲层,可以减少界面处的电荷积累和复合,提高电池的稳定性。同时,多层结构还可以起到阻挡外界环境因素(如水分、氧气)侵入的作用。

2. 无铅钙钛矿体系

铅元素的毒性是钙钛矿太阳能电池产业化面临的一个重要问题。开发无铅钙钛矿材料,如锡基、铋基等钙钛矿材料,不仅可以降低环境风险,还有望提高电池的稳定性。

(三)封装技术

1. 封装材料选择

选择具有良好阻隔性能的封装材料,如玻璃、金属箔、高分子聚合物等,可以有效地阻挡水分、氧气和其他有害物质的侵入,提高电池的稳定性。

2. 封装工艺优化