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【引言】
 

近年來，基于CsPbBr3吸光層的全無機鈣鈦礦太陽能電池（PSC）由于其優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和低成本得到了研究者的密切關(guān)注，其光電轉(zhuǎn)換效率也持續(xù)走高，不斷刷新紀錄。研究發(fā)現(xiàn)，無機PSC器件的電荷提取能力對光電轉(zhuǎn)換效率的提升具有關(guān)鍵作用。經(jīng)典無機PSC器件采用CsPbBr3薄膜為吸光層，其價帶能級為－5．6 eV，與碳電極的功函數(shù)－5．0 eV產(chǎn)生的0．6 eV的能量差致使電荷提取困難并限制光伏性能的提升。因此，如何實現(xiàn)高效電荷提取是全無機PSC領(lǐng)域的研究熱點之一。
 

近日，暨南大學新能源技術(shù)研究院唐群委教授（通訊作者）設(shè)計了一種PtNi合金調(diào)控碳背電極功函數(shù)的全無機PSC器件，利用PtNi合金摻雜比例調(diào)控背電極功函數(shù)與CsPbBr3價帶能級的匹配度，有效提高了電子－空穴的分離效率，并最終獲得了7．85％的光電轉(zhuǎn)換效率。此外，器件在25℃的室溫和80％的相對濕度下保存20余天，光伏性能仍能保持穩(wěn)定。通過調(diào)控背電極功函數(shù)改善電荷提取為極大提升無機PSC的光電轉(zhuǎn)換效率提供了新的思路。相關(guān)成果以“Alloy－Controlled Work Function for Enhanced Charge Extraction in All－Inorganic CsPbBr3 Perovskite Solar Cells”為標題發(fā)表在ChemSusChem雜志上。

【圖文簡介】

圖1．全無機PSC的器件結(jié)構(gòu)和PtNi合金的形貌

（a） 全無機PSC的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
 

（b） 全無機PSC的SEM斷面圖。
 

（c） 無機CsPbBr3的晶體結(jié)構(gòu)。
 

（d）－（e） PtNi合金的形貌。
 

圖2． 全無機PSC器件的光伏性能及PtNi合金的功函數(shù)

（a） 不同PtNi合金修飾的全無機PSC器件的J－V曲線。
 

（b） 全無機PSC的IPCE圖譜。
 

（c）－（f） PtNi合金摻雜碳電極的功函數(shù)圖譜。
 

（g） 全無機PSC的能級結(jié)構(gòu)和電荷傳輸示意圖。
 

圖3． 全無機PSC的電荷提取性能

（a）－（b） 全無機PSC器件的復(fù)合電流和復(fù)合電壓。
 

（c） 電池器件的PL圖譜。
 

（d） 電池器件的瞬態(tài)熒光光譜。
 

圖4． 電池性能及穩(wěn)定性

（a） 碳量子點界面修飾的全無機PSC的J－V曲線。
 

（b） 碳量子點界面修飾的全無機PSC的IPCE。
 

（c） 全無機PSC的20天穩(wěn)定性（80％ RH， 25oC）。