宽带隙全无机钙钛矿光伏器件研究

来源 :第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ljhhck123
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  宽带隙全无机钙钛矿材料(CsPbX3,X=I,Br.Cl或其混合物),具有优异的耐湿热特性和光电性能,引发了研究人员的热切关注.得益于功能层材料的优化以及界面工程等有效策略,其在太阳电池、发光二极管和自驱动光电探测器等领域的应用发展迅速.同时,宽带隙全无机钙钛矿光伏器件的研究也面临的一些科学技术难题:CsPbI2Br的相稳定性较差,室温下其α相(黑相)易于转变为δ相(黄相)致使器件性能劣化;持续光照会诱发CsPbIBr2中出现严重的I-和Br-迁移与聚集,导致明显的卤素相分离现象而使器件性能退化;由于CsCl、CsBr前驱物在常用溶剂如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)中的溶解度较低,致使制备高结晶质量的CsPbBr3、CsPbCl3薄膜面临严峻挑战.针对这些问题,创新性地提出了顶部籽晶辅助生长和聚合物修饰等方法,有效地改善了CsPbI2Br的相稳定性,并抑制了CsPbIBr2的光诱导卤素相分离现象;此外,利用绿色溶剂辅助喷涂沉积策略和中间相卤素交换策略克服了低溶解度前驱物导致的厚度限制,成功制备了大面积、纯相的CsPbBr3薄膜和双相CsPbCl3-Cs4PbCl6薄膜,并有效地改善了其结晶质量.使得碳基全无机CsPbI2Br、CsPbIBr2和CsPbBr3太阳电池的能量转换效率达到国际先进水平,并首次报道了通过溶液法制备高效Cl基全无机钙钛矿自驱动可见光盲型紫外探测器[1-3].
其他文献
The power conversion efficiency (PCE) of Cs2AgBiBr6-based perovskite solar cells (PSCs) is still low owing to the inherent defects of Cs2AgBiBr6 films.Herein,we demonstrate a carboxy-chlorophyll deriv
有机-无机卤化物钙钛矿由于较高的载流子迁移率,较好的光吸收率,广泛应用于太阳能电池领域[1].SnO2作为一种宽带隙半导体,是一种有前途的ETL材料,但是其与钙钛矿层之间的界面电子复合会降低器件性能.这里,一种简单的掺杂手段被用于修饰SnO2,可以调整SnO2能级的同时提高钙钛矿晶体的结晶度.多金属氧酸盐是一类由过渡金属和氧组成的簇合物,由于其具有充当浅电子陷阱,有效地分离光生激子的特性已经广泛应
High efficiency four-terminal (4-T) tandem solar cells rely on three transparent electrodes with high conductivity and low free carrier absorption in the near-infrared (NIR) region.In this work,a high
与传统结构(n-i-p)钙钛矿电池相比,反型(p-i-n)钙钛矿电池具有制备简单和J-V滞回效应小等优点.采用无机空穴材料代替有机空穴材料是提高反型钙钛矿电池稳定性的一种有效途径[1,2].我们以CuInS2为空穴传输材料,制备了结构为ITO/CuInS2/PCBM/BCP/Ag的钙钛矿太阳能电池.与广泛研究的基于NiO反型结构钙钛矿电池相比,基于CuInS2的钙钛矿电池转换效率接近于基于NiO的
钙钛矿太阳能电池是目前最有希望的第三代光伏电池,最高的光电转换效率已达25.5%[1],但是钙钛矿层在加工过程中极易产生大量的晶体缺陷态,带有大量的电荷,成为电子-空穴的高复合位点[2],极大的限制了电池器件光电转换效率以及稳定性.在这里,我们利用静电纺丝技术制备出PAN纤维,在进行高温碳化以及后处理得到了官能化纳米碳纤维(CNFs-N),用于了调控钙钛矿的生长与结晶[3][4].CNFs-N上的
钙钛矿太阳电池的稳定性至关重要,因为它事关将来钙钛矿电池的商业化,成为钙钛矿电池研究的热点.基于有机空穴传输材料Spiro-OMeTAD的电池转换效率较高,但其稳定性较差,而基于无机空穴传输材料的电池的稳定性较好,但其效率较低[1-3].为了兼顾钙钛矿电池的效率和稳定性,我们将本研究组开发的无机空穴材料CuInS2与有机空穴材料Spiro-OMeTAD相结合形成双空穴层CuIn S2/Spiro-
基于有机胺的低维钙钛矿太阳能电池近年来表现出兼具高效率和高稳定性的潜力[1,2],但钙钛矿薄膜内高的激子束缚能和差的电荷传输限制了器件效率的提升.通过掺杂添加剂来调控晶体面内取向是获得高效钙钛矿太阳能电池的有效手段[3].我们采用丙二胺(PDA)作为准二维钙钛矿中的有机胺大分子,制备了PDAMA4Pb5I16的钙钛矿薄膜.通过掺杂少量的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)到钙钛矿前驱
The use of molecular modulators to reduce the defect density at the surface and grain boundaries of perovskite materials has been demonstrated to be an effective approach to enhance the photovoltaic p
碳材料由于其优异的电学性能和稳定性在钙钛矿太阳能电池领域展现出巨大的潜力.石墨炔(Graphdiyne,GDY)作为一种新兴的碳同素异形体,与传统碳材料相比,具有均匀分布的孔隙、优异的电学特性以及巨大的设计潜力.本工作在一步合成CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜的过程中,使用GDY分散的氯苯溶液作为反溶剂,将GDY纳米片引入到钙钛矿膜层的上部.由于GDY的费米能级高于钙钛矿的费米能级,GDY在空穴的累
由于出色的热稳定性和光电特性,CsPbI2Br钙钛矿被认为是光伏领域最有发展潜力的材料之一.在低温和湿度较高的环境中,α-相(1.9 eV)易于向带隙较宽的非钙钛矿δ-相转变;同时为了增强有机空穴传输层的导电性,掺杂的锂盐、钴盐和t-BP都是吸水性材料,会进一步降低器件的稳定性,因此高湿度环境中的长期运行稳定性仍是当前CsPbI2Br电池面临的最大挑战.我们通过顶部籽晶辅助的溶液生长方法(TSSG