廉价氯化锡可提升钙钛矿太阳能电池效率

Published 02 Aug.2024 08:55(KST)

Updated 03 Aug.2025 12:04(KST)

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UNIST Kim Dongseok 教授团队实现可长时间耐热和耐紫外线的高效率

解决不稳定氧化状态…通过锡前驱体处理提升稳定性

有望通过使用廉价氯化亚锡，加快钙钛矿太阳能电池的商业化进程。

UNIST（校长 Park Jongrae）碳中和研究生院 Kim Dongseok 教授与韩国能源技术研究院 Jo Imhyun 博士联合研究团队提高了钙钛矿太阳能电池的稳定性。研究团队通过在氧化亚锡上反应廉价的四价氯化锡，提高了太阳能电池的稳定性。

研究团队（自左侧起逆时针方向依次为 Kim Dongseok 教授、Song Jiwon 研究员、Shin Yunseob 博士）

为了实现钙钛矿太阳能电池的高效率，关键在于控制帮助电子顺畅流动的薄膜——电子传输层的表面缺陷。这些缺陷不仅对太阳能电池的效率产生重要影响，也对其稳定性影响巨大。

研究团队将氯化亚锡溶解在水中并涂覆于氧化物层上。在处理过程中形成的氢氧化锡会将氧化亚锡上层部分完全氧化，再经过酸促成的再结晶过程，从而改善电子迁移率。

化学溶液沉积法是一种形成氧化亚锡层的技术，在这一过程中表面会自然产生缺陷，其原因在于锡并未被完全氧化。对已形成的薄膜进行后处理以减少缺陷，是同时获得高效率和长期稳定性的核心技术。

要实现钙钛矿太阳能电池的商业化，必须通过多种认证测试。研究团队通过改进电子传输层，提高了器件效率，并证明其在长时间热和紫外线照射下仍能保持性能。

经再结晶后晶体取向趋于一致的氧化锡的透射电子显微镜图像。

Kim Dongseok 教授表示：“通过本次研究，我们成功抑制了氧化亚锡的团聚现象并提高了结晶性，这项技术将在提升太阳能电池稳定性方面发挥重要作用。”

研究员 Song Jiwon 和博士 Shin Yunseop 称：“我们使用廉价氯化亚锡，同时实现了高效率、高强度和低成本，有望为能源产业带来积极变化。”

研究结果已于7月3日在线发表在《Advanced Energy Materials》上。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。