Au@Ag@SiO_(2)纳米棒等离子体对钙钛矿太阳能电池铅含量的降低策略

Pb基卤化物钙钛矿的环境毒性是阻碍钙钛矿光伏技术产业应用的重要因素。通过降低钙钛矿吸光层厚度来减少Pb的用量(即物理降铅)是降低铅基钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)环境毒性的重要方法,但吸光层厚度的降低将显著削弱电池的光捕获能力。通过调节Au@Ag@SiO_(2)纳米棒等离子体粒子的共振吸收波长与钙钛矿吸收光谱进行匹配,并将其引入TiO_(2)介孔层,利用金属等离子体粒子的局域表面等离子共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)产生的陷光效应实现了薄吸光层PSCs对长波长可见光的强化利用。当吸光层厚度从常规720 nm大幅降低到260 nm时,薄吸光层PSCs的光电转换效率仅下降14.1%(效率从19.1%下降到16.4%),但电池的Pb用量减少了63.9%。研究表明,利用金属等离子体粒子的LSPR效应可大幅减少PSCs的铅含量并同时保持较高的光电转换效率。