摘要：

通过协同优化前结宽带隙无机钙钛矿子电池中的界面接触和调节后结窄带隙有机子电池中给体/受体比例，以最大化钙钛矿/有机叠层太阳能电池中的电压输出。与常用的SnO₂电子传输层相比，Cl@MZO电子传输层在宽带隙子电池中表现出更适配的能级、降低的漏电流和更高效的载流子提取能力。通过对给体/受体比例的精细调节，可有效改善后结有机子电池的光学吸收特性，实现前后结子电池的电流平衡。所制备的无机钙钛矿/有机叠层太阳能电池获得了2.15V的开路电压和24.07%的功率转换效率。此外，未封装的器件在空气条件下表现出优异的稳定性。

正文：

对于前结宽带隙子电池，采用Cl@MZO取代常用的SnO₂电子传输层，可降低与CsPbI₂Br的费米能级差，增强载流子提取能力并抑制能量损失。Cl@MZO基底会诱导钙钛矿薄膜的取向生长以提高结晶性，形成的贯穿晶有利于光生载流子的高效分离传输。基于Cl@MZO的CsPbI₂Br无机钙钛矿太阳能电池获得了17.05%的效率和1.305 V的开路电压。

图1 宽带隙全无机钙钛矿器件的研究

通过调节受体比例，发现受体比例增加可扩展长波区截止边并提高吸收强度，实现后结子电池光电流的提高，以改善前后结子电池的电流平衡。在滤波光照下，提高受体比例可抑制非辐射复合损失。单片无机钙钛矿/有机叠层太阳能电池获得了24.07%的效率，为这类太阳能电池的最佳结果之一。未封装器件在低湿度空气中储存500小时后，可保持93%的初始效率，具有优异的湿度稳定性。这项工作为制备高效稳定的单片无机钙钛矿/有机叠层太阳能电池提供了一种有效策略。

图2 无机钙钛矿/有机叠层太阳电池的光伏性能

该工作以“Synergistic electrical and light management enables efficient monolithic inorganic perovskite/organic tandem solar cells with over 24% efficiency”为题发表于《Energy Environ. Sci.》期刊上，第一作者为姜珊博士和王茹悦博士，通讯作者为北京化工大学李明华副教授和谭占鳌教授。本研究工作得到了国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费的支持，感谢所有合作者对本研究的贡献。

文章信息：

Jiang, S.; Wang, R.; Li, M.; Yu, R.; Wang, F.; Tan, Z. a. Synergistic electrical and light management enables efficient monolithic inorganic perovskite/organic tandem solar cells with over 24% efficiency. Energy Environ. Sci. 2023., DOI:10.1039/d3ee02940a

原文链接：https://doi.org/10.1039/D3EE02940A