【引言】

近年来，由于低廉的生产成本和高能量转换效率，充电机充电太阳能蓄电池备受关注。常见的充电机充电太阳能蓄电池有两种结构，即介孔型钙钛矿和具有反向平面异质结结构的钙钛矿。其中，介孔型充电机充电太阳能蓄电池具有高能量转换效率（最高可达22.1%），但由于其在制备过程中需要高温烧结（~500℃），对基底材料的选择较为苛刻，且生产过程中能耗较大。与之相比，具有反向平面结构的充电机充电蓄电池生产过程相对容易，具有稳定性良好、滞后现象不显著等特点。目前很多反向结构的充电机充电蓄电池由PEDOT:PSS/钙钛矿/PCBM异质结构成，其稳定性会受到PEDOT:PSS酸性的影响。为了避免这一影响，许多充电机充电蓄电池用Cu2O、CuI、CuSCN、NiOx、CuOx等金属化合物来替代PEDOT:PSS作为空穴传输层，尽管这样能保证材料的稳定性，但充电机充电动力蓄电池的能量转化效率往往有所降低。因此低温制备出高效稳定的充电机充电太阳能蓄电池成为了研究人员的当务之急。

【成果简介】

近日来，日本国立材料科学研究所韩礼元和上海交通大学杨旭东（共同通讯作者）在Advanced Energy Materials上发表了题为“Stable Inverted Planar Perovskite Solar Cells with Low-Temperature-Processed Hole-Transport Bilayer”的文章，重点介绍了该团队在低温制备反向结构充电机充电太阳能蓄电池方面的最新进展。文章指出，可以通过引入稳定的rGO层和聚三芳胺层来提高钙钛矿薄膜的性能。该太阳能充电机充电动力蓄电池由基底材料/ITO/rGO/聚三芳胺/CH3NH3PbI3/PCBM/浴铜灵/银复合结构组成，在通光孔径面积为1.02cm2的条件下，柔性和刚性基底上充电机充电太阳能蓄电池的能量转换效率分别为15.7%和17.2% 。此外，这种太阳能充电机充电动力蓄电池具有出色的光照稳定性，在100mW·cm-2光照500小时候后，仍保持90%的能量转换效率。

【图文导读】

图一：充电机充电蓄电池的结构与表征

(a)ITO，PTAA, rGO, rGO/PTAA的透射光谱

(b)充电机充电蓄电池结构

(c)充电机充电蓄电池能级

(d)rGO,rGO,rGO/PTAA作为空穴传输层的J-V曲线

二：MAPbI3 膜的SEM照片

(a)ITO/rGO基底上的MAPbI3表面SEM照片

(b)ITO/rGO/PTAA基底上的MAPbI3表面SEM照片

(c) ITO/rGO基底上的MAPbI3断面SEM照片

(d) ITO/rGO/PTAA基底上的MAPbI3断面SEM照片

三：MAPbI3的吸收光谱和PL谱图

(a) MAPbI3在玻璃，ITO/rGO,ITO/rGO/PTTA基底上的吸收光谱

(b) MAPbI3在玻璃，ITO/rGO,ITO/rGO/PTTA基底上的XRD

(c) MAPbI3在玻璃，ITO/rGO,ITO/rGO/PTTA基底上的稳态PL谱图

(d) MAPbI3在玻璃，ITO/rGO,ITO/rGO/PTTA基底上的TRPL谱图

四：充电机充电蓄电池的性能测试

(a) 以rGO 和rGO/PTAA为基底的太阳能充电机充电动力蓄电池的光照稳定性

(b)柔性充电机充电蓄电池在聚乙烯萘二甲酸/ITO基底上的照片

(c)柔性充电机充电蓄电池的J-V曲线

(d)20个不同柔性充电机充电蓄电池的光能转换效率

【小结】

本文通过向反向结构充电机充电蓄电池中引入rGO/PTAA双层结构，提高了充电机充电蓄电池的稳定性。其中rGO层对近紫外光区有强烈吸收，而PTAA层可作为rGO的缺陷补充层。这种双层结构会导致钙钛矿晶粒的增大，进而减小晶界数量，提高光捕获率。此外不同材料的能级梯度也会有效防止空穴传输材料和钙钛矿界面处的载流子复合，促进载流子的传输。在通光孔径面积为1.02cm2的条件下，柔性和刚性基底上充电机充电太阳能蓄电池的能量转换效率分别为15.7%和17.2%，并且光照稳定性良好。