Nature Energy：单原子+钙钛矿电池相，稳定运行超过1300h

成果介绍

碳基钙钛矿太阳能电池(C-PSCs)被广泛认为是一种稳定的、低成本的光伏电池。然而，由于碳电极本身以及碳-钙钛矿界面存在较大的能量损失，C-PSCs的能量转化效率(PCEs)仍相对较低，限制了这类电池的发展。

大连理工大学史彦涛、洛桑联邦理工学院Michael Grätzel、东南大学Zhu Chao等人报道了单原子材料(SAM)用于全固态C-PSCs的背电极。该SAM为负载单原子Ti的还原氧化石墨烯(rGO)所组成，其中Ti被rGO上的氧原子所锚定。DFT计算表明，rGO和Ti原子之间存在明显的电荷转移，导致裸露的rGO的电子结构发生显著变化，这也与随后的实验结果相一致。因此，由于费米能级下移，从而显著减小碳基传输层的串联电阻，降低了能量损耗。

通过结合先进的模块化电池结构(其中掺杂F的SnO₂ (FTO)作为电荷集电极)，该Ti₁-rGO基C-PSCs最终实现了高达20.6%的稳态能量转化效率，明显高于基于裸rGO的器件(17.5%)。此外，在N₂氛围下、在25°C和60°C的全光照条件下，在最大功率点下工作1300小时后，该器件仍分别可保持初始能量转化效率的98%和95%。

相关工作以Ti₁-graphene single-atom material for improved energy level alignment in perovskite solar cells为题在Nature Energy上发表论文。

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Nature Energy：单原子+钙钛矿电池相，稳定运行超过1300h