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窄带隙锡铅(NBGSn-Pb)钙钛矿通常具有高密度的p型自掺杂，这会降低电荷载流子的寿命、扩散长度和器件效率。鉴于此，年2月16日美国北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松团队于AM刊发钡离子梯度掺杂Sn-Pb混合钙钛矿用于高效单结和叠层太阳能电池的研究成果。展示了由Ba2+梯度掺杂导致的Sn-Pb钙钛矿上的p-n同质结。0.1mol%Ba2+可以有效地补偿Sn-Pb钙钛矿的p型掺杂，甚至在不改变其带隙的情况下将其转变为n型。发现Ba2+阳离子停留在间隙位点并作为浅电子供体起作用。此外，Ba2+阳离子在钙钛矿薄膜中表现出独特的不均匀分布。大部分钡离子停留在钙钛矿薄膜的顶部纳米区域，将其转变为弱n型，而薄膜的底部则保持为p型。从钙钛矿薄膜的顶部到底部的梯度掺杂形成了同质结，具有促进光生载流子提取的内置场，从而增加了载流子提取长度。该策略将Sn-Pb钙钛矿单结太阳能电池的效率提高到21.0%以上，并将钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池的效率提高到25.3%(5.9mm2)和24.1%(0.94cm2)。
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