高效无铅无机钙钛矿太阳能电池吸收层结构的三层双端设计与优化

本研究针对提升钙钛矿太阳能电池效率的挑战，提出了一种创新的三层无铅吸收层结构。通过系统优化Cs3Bi2I9/CsSnBr3/CsSnI2Br的厚度配置，结合SnO2电子传输层和Cu2BaSnS4空穴传输层，最终实现了36.3%的突破性转换效率（Voc=1.46V，Jsc=30.40mA/cm2），为下一代环境友好型光伏技术提供了重要解决方案。

　　

通过精心设计三层吸收层架构，这项研究实现了高效无铅无机钙钛矿太阳能电池的重大突破。研究人员首先通过外量子效率(EQE)对比，证实三层结构（Cs₃Bi₂I₉/CsSnBr₃/CsSnI₂Br）优于单层和双层配置。经厚度优化后，确定顶层0.4μm Cs₃Bi₂I₉、中间层0.8μm CsSnBr₃和底层0.5μm CsSnI₂Br的最佳组合。采用SnO₂作为电子传输层(ETL)，Cu₂BaSnS₄作为空穴传输层(HTL)，最终器件获得1.46V的开路电压(V_oc)、30.40mA/cm²的短路电流密度(J_sc)和82%的填充因子，转换效率达到惊人的36.3%。这些发现彰显了经过精密计算的三层无铅钙钛矿结构在推动下一代高效、环境可持续太阳能技术发展方面的巨大潜力。