中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能研究部刘生忠

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Nature Commu: 21.52%，平面型钙钛矿太阳能电池新记录！

第一作者：Dong Yang

通讯作者：刘生忠、Shashank Priya、Dong Yang

通讯单位：陕西师范大学、弗吉尼亚理工大学、大连化学物理研究所

研究亮点：

1. EDTA-SnO2的电子迁移率高、其费米能级与钙钛矿的导带匹配，Voc高。

2. 21.52%效率为平面型钙钛矿太阳能电池最新记录。

尽管介孔型钙钛矿太阳能电池展现出高效率，但平面型电池表现较小的回滞现象。值得一提的是，介孔型电池的电子传输层均需要高温退火得到，而平板型在较低温度就能完成整个电池的组装。

有鉴于此，刘生忠课题组与弗吉尼亚理工大学Shashank Priya团队、大连化物所Dong Yang团队等人合作，开发出一种EDTA络合氧化锡的新型电子传输层（即EDTA-SnO2）。

所开发的EDTA-SnO2的平面型钙钛矿太阳能电池的效率高达21.60％（认证效率21.52％），并有效地抑制回滞现象和提升电池稳定性。

研究人员首先合成和表征EDTA络合氧化锡电子传输层。结果发现EDTA-SnO2具有电子迁移率高、透光性好和能级匹配等优势，这些均有利于高效电池的组装。

将EDTA、SnO2和EDTA-SnO2进行光电性能的测试，可以从I-V曲线谱看出EDTA-SnO2效率提升明显，稳定输出效率也保持在21.67%。电池的重复性高。

研究人员通过研究平板型钙钛矿太阳能电池的电荷传输情况，直观地的看出EDTA-SnO2表现出电荷复合速率低、载流子寿命长和陷阱复合小。

同时，研究人员也调查电池的稳定性。采用未封装的SnO2和EDTA-SnO2的电池进行曝光测试。在120 h后，SnO2电池效率的只剩下初始值的38％，而EDTA-SnO2电池仍保持初始PCE的86％，表明EDTA-SnO2明显增强电池的稳定性。

鉴于低温制备的优势，研究人员将E-SnO2 应用于柔性钙钛矿太阳能电池。柔性电池的效率高达18.28％。

总之，该研究低温制备的EDTA-SnO2 可以提高电池效率，稳定性得到大幅度增强，并且在柔性器件方面表现出优异的性能。

参考文献：

Yang D, Yang R, et al. High efficiency planar-type perovskite solar cells with negligible hysteresis using EDTA-complexed SnO2[J]. Nature Communications, 2018.

DOI: 10.1038/s41467-018-05760-x

https://doi.org/10.1038/s41467-018-05760-x