目前广泛使用的有机-无机杂化钙钛矿材料是CH3NH3PbI3,但是B位金属离子Pb元素有一定*性,无法满足环境要求。研究表明随着金属-卤素的键角增加,带隙则随之降低。因此利用Sn元素替代Pb可以将材料的吸收光谱拓展到近红外区域。但是全Sn掺杂会导致以下两方面问题:(1)Sn2+容易氧化为Sn4+,导致钙钛矿材料的晶格不稳定,载流子寿命降低(2)SnI2和CH3NH3PbI3的反应速度很快,钙钛矿薄膜制备过程中薄膜结晶性难以控制。基于此,年2月11日MohsenAzadinia团队于MaterialsTodayEnergy上刊发最大限度单结和多结MA和无铅钙钛矿太阳能电池的性能研究成果。将CsSnI3(Eg=1.31eV)和CsGeI3(Eg=1.63eV)钙钛矿太阳电池与硅太阳电池串联,量化了甲基铵(MA)和无铅全无机锡锗三碘化铯(CsSnxGe1-xI3)钙钛矿太阳能电池的性能。对于n-i-p和p-i-n结构,电池的最大PCE分别约为16.5%和13.6%。在n-i-p和p-i-n结构中,获得了最佳的钙钛矿吸收体带隙为1.38eV,电子亲和力为4eV,组成比为X=0.25(CsSn1-xGexI3)。最佳钙钛矿吸收体厚度为nm时,PCE最高。这项工作为向发展高度稳定的全无机钙钛矿/Si叠层太阳电池提供了一条途径。
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