易陈谊iEnergy： 超过25%最高纪录效率！柔性钙钛矿太阳能电池

  清华大学电机系易陈谊团队通过开发可适用于柔性衬底的化学水浴制备二氧化锡（SnO 2）电子传输层工艺实现了25.09%（

  柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs）因其轻薄、高功率质量比、可弯折赋型等独特优势而非常关注。然而，FPSCs的工艺流程和使用的过程都会受外力和形变的影响，并且柔性衬底常使用的PET等衬底很难长时间耐受超过150 oC以上的高温，因此其表面很难沉积有必要进行高温后处理的FTO等导电薄膜，只可以使用ITO等材料。而ITO容易在较低pH条件下被强酸所腐蚀，导致很难用传统的SnCl 2添加盐酸的化学水浴法（最低pH约为1）在该柔性衬底上制备高质量的SnO 2电子传输层薄膜。因此，目前柔性钙钛矿太阳能电池效率仍然明显低于刚性器件。

  为解决这样一些问题，清华大学易陈谊团队开发了一种高质量SnO 2电子传输层的制备新工艺。利用SnSO 4取代常规的SnCl 2作为锡源，能够在不添加强酸，恒定pH条件下可控生长制备SnO 2薄膜，从而使其适用于对酸敏感的柔性ITO衬底。基于温和且可控的生长环境获得了覆盖均匀的致密SnO 2薄膜， 并且利用该薄膜实现了25.09%（认证效率为24.90%）光电转换效率（PCE）的FPSCs，该效率为目前报道的柔性钙钛矿太阳能电池的世界最高效率纪录。

  柔性钙钛矿太阳能电池最高效率的进展以及使用SnCl 2和SnSO 4在柔性基板上制备SnO 2膜的差异。

  基于SnSO 4的FPSCs在耐久性方面表现出色，经过10000次弯曲循环后，仍能保持其初始光电转换效率的90%以上；测试表明基于SnSO 4（与SnCl 2相比)制备的SnO 2为电子传输层的钙钛矿电池具有更加好的耐热性。这可归因于硫酸锡基SnO 2上的SO 4 2-与Pb 2+之间的强相互作用，可减少界面缺陷，提高钙钛矿器件的耐热性。此外，新工艺这SnO 2的可控生长不仅确保了化学水浴过程的优异再现性，还使得化学浴能够重复使用，不仅可节省原材料，还可减少该过程对环境的影响。

  清华大学电机系博士后任宁宇、2021级博士生谭理国和李明昊为论文共同第一作者，易陈谊为论文通讯作者。

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