这篇文章的核心内容是关于一种新型的透明电极界面反应溅射技术,用于制造高性能的钙钛矿单片和堆叠串联太阳能电池。文章详细介绍了使用聚乙二胺(PEI)作为界面反应材料与溅射的高能氧化铟锡(ITO)纳米颗粒反应,以形成在C60/PEI/ITO界面处的配位化合物,从而促进载流子传输。此外,通过这种策略,可以显著减轻高能ITO粒子的冲击力,保证底层C60层和钙钛矿层的完整性。

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主要研究成果包括:

  1. 利用界面反应溅射技术制备的半透明子电池实现了19.17%的显著增强的光电转换效率(PCE),超过了基于C60/ITO的传统结构(11.64%)。

  2. 基于PEI的设备展现出优异的存储稳定性,在2000小时后仍保持98%的原始PCE。

  3. 成功制造了一个堆叠的全钙钛矿串联太阳能电池,其PCE为26.89%,以及一个单片钙钛矿-有机串联太阳能电池,其PCE为24.33%。

文章还讨论了PEI作为反应材料的选择理由,包括通过密度泛函理论(DFT)和X射线光电子能谱(XPS)验证的PEI与ITO之间的化学相互作用,以及这种相互作用对提高载流子传输性能和保护钙钛矿层完整性的影响。此外,还探讨了不同ITO结构对半透明子电池性能的影响,并通过一系列实验验证了界面反应溅射技术的有效性和商业价值。

总结来说,这篇文章提出了一种新的策略,通过界面反应溅射技术来改善透明电极的性能,这对于推动钙钛矿太阳能电池的发展和商业化具有重要意义。