有机太阳能电池(OSCs)的发展已见成效,采用非富勒烯受体(NFAs)的小分子材料,使其能量转换效率(PCE)超过了19%。然而,有机材料在吸收光谱上存在局限,尤其是NIR和NUV区域的吸收不佳。为了提升光吸收能力,研究人员提出了低带隙NFAs和多组分策略,虽然提高了JSC,但在单一结OSCs中无法最小化高能量光子的能量损失。串联太阳能电池(TSCs)结合了宽带隙(WBG)和低带隙(LBG)半导体,可以扩展吸收光谱,减少能量损失,从而提升光伏性能。研究人员探索了2T和4T两种结构,其中2T架构因其较低的寄生吸收和易于模块整合而受到青睐。然而,高性能WBG有机材料的开发相对落后,而全无机钙钛矿(如CsPbI2Br)因其可调的宽带隙和热稳定性,成为前子电池的理想材料。南方科技大學 Aung Ko Ko KYAW 團隊於Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202200445 )中發表,使用CsPbI2Br作为前子电池的吸收层,通过ZnO/SnO2双层电子传输材料提高了电子提取效率和Voc。同时,采用窄带隙PM6体异质结(BHJ)膜作为后电池吸收层,以扩展吸收至900nm以上。透过热退火(TA)-自由制程改善了后子电池的性能,降低了界面电阻,抑制了非辐射复合,从而提高了Voc。最终,单片式2T-TSCs达到了20.6%的PCE和2.116V的Voc,创下了基于钙钛矿/有机吸收层太阳能电池的新纪录,并超越了单一结和叠层有机太阳能电池的最高报告PCE。这表明,结合WBG全无机钙钛矿的叠层策略是有效且创新的,能够充分利用太阳光谱,提升OSCs的效率。
想象一下,未来我们穿的衣服不再仅仅是蔽体的工具,而是能够感知周围环境,监测身体状况,甚至实现人机交互的智能系统。这正是可穿戴科技的魅力所在!而将光电器件,如晶体管和光电探测器(PDs),集成到可穿戴设备和纺织品中,是实现这一愿景的关键。然而,可穿戴科技的发展面临着巨大的挑战,其中一个关键问题是如何让器件在弯曲、拉伸等机械形变下保持稳定性能。传统的器件大多依赖于硅基材料,难以满足柔性可穿戴的需求。 石墨烯-钙钛矿开启可穿戴科技新纪元为了突破这一技术瓶颈,来自剑桥大学的 Andrea C. Ferrari 教授团队在 Advanced Materials 期刊上发表了一项突破性研究,他们巧妙地将石墨烯和钙钛矿结合起来,制备出具有优异性能的可穿戴光纤光电探测器。