【摘 要】
：
有机-无机杂化钙钛矿太阳电池（PSCs）因其具有带隙可调、光吸收系数高、载流子寿命长和迁移率大等优点而备受关注。在过去的十多年间,其光电转换效率（PCE）从3.8%迅速提升到25.7%,但与Shockley-Queisser极限理论效率仍然存在差距。钙钛矿薄膜在制备和退火过程中会产生许多缺陷,这些缺陷会引起光生载流子复合,导致电池效率和稳定性下降。本论文采用1,2-氨基-6-氟代苯并噻唑、六氟磷酸
论文部分内容阅读
有机-无机杂化钙钛矿太阳电池（PSCs）因其具有带隙可调、光吸收系数高、载流子寿命长和迁移率大等优点而备受关注。在过去的十多年间,其光电转换效率（PCE）从3.8%迅速提升到25.7%,但与Shockley-Queisser极限理论效率仍然存在差距。钙钛矿薄膜在制备和退火过程中会产生许多缺陷,这些缺陷会引起光生载流子复合,导致电池效率和稳定性下降。本论文采用1,2-氨基-6-氟代苯并噻唑、六氟磷酸四丁胺和4-氯-2-氟-6-碘苯胺三种具有多官能团的有机化合物对（FAPbI3）0.95（MAPbBr3）0.05钙钛矿薄膜表面和体相缺陷进行钝化以提升钙钛矿太阳电池光电转化效率和稳定性。取得的研究结果如下:1.利用反溶剂添加剂工程,将有机小分子1,2-氨基-6-氟代苯并噻唑（FBA）溶于绿色反溶剂乙酸乙酯（EA）来钝化钙钛矿薄膜表面和体相缺陷。系统地研究了FBA对薄膜表面形貌、结晶性、光电特性以及电池光伏特性、能带结构的影响。分析了FBA与钙钛矿薄膜的作用机理。FBA钝化提升了钙钛矿太阳电池的性能:相对于未钝化的电池,FBA钝化后电池的开路电压(VOC)从1.05 V提高到了1.10 V,PCE从20.12%提高到了21.79%。电池稳定性也得到了提高:在相对湿度为30%的条件下,存储30天后,FBA钝化后电池的PCE仍能保持初始PCE的90%,而未钝化电池的PCE下降到50%左右。2.采用离子液体六氟磷酸四丁胺（TP6）钝化钙钛矿薄膜表面缺陷。TP6中的四丁基胺与钙钛矿薄膜表面未配位的Pb2+之间产生相互作用,钝化了其缺陷,减少了光生载流子复合。同时,TP6中暴露的长烷基链和F原子具有强的疏水性,增强了钙钛矿薄膜的抗湿性。相对于未钝化的电池,TP6钝化电池的VOC从1.07 V提高到了1.09 V,填充因子（FF）从0.77提高到了0.81,PCE从20.59%提高到22.41%。电池的环境稳定性也得到明显的改善。3.采用有机小分子4-氯-2-氟-6-碘苯胺（CFI）对钙钛矿薄膜表面进行后处理。CFI分子中的-NH2钝化了钙钛矿薄膜表面未配位的Pb2+阳离子缺陷,卤素原子Cl、I、F与-NH2的协同作用增强了钙钛矿薄膜的抗湿性。CFI的钝化有效降低了钙钛矿薄膜表面的缺陷态密度,使得电池的PCE从20.35%提高到22.11%,电池的环境稳定性也得到较大的改善。
其他文献
现代电子信息产业的发展越来越依赖高效高稳定能量存储器件的设计与开发。近年来,陶瓷介质电容器由于超高功率密度、超快放电速率、高介电强度、优异的机械性能和良好的温度稳定性等众多优点而在脉冲功率电子设备中备受关注。然而受制于低的储能效率和储能密度,其仍然无法满足当前市场和社会发展的要求,铁电体因为其具有高饱和极化强度和非线性电学响应特性而在电介质电容器中表现出巨大储能潜力。具有多相变特征的反铁电体NaN
目前卤化物钙钛矿材料是炙手可热的研究对象,是新型太阳电池研究的明星材料。从其被应用于太阳电池至今,钙钛矿太阳电池光电转换效率已迅速提高。这得益于钙钛矿材料优异的光电性能,比如良好的可见光吸收系数,优异的载流子传输性能等。这些优点都表明钙钛矿材料在太阳电池方向拥有发展潜力。在几种常用的钙钛矿材料中,有机-无机杂化钙钛矿太阳电池认证效率已提升至25.7%,但是较差的光热稳定性限制了此类钙钛矿材料的发展
可实现低成本、柔性、半透明器件的有机太阳能电池（Organic Solar Cells,OSCs）,在太阳能电池研究领域一直广受关注。自2015年非富勒烯稠环芳烃（Non-fullerene Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,NF-PAHs）作为有机太阳能电池受体材料问世以来,此类材料的各种新型结构不断被开发,其光电转换效率（Power Conversion Eff
近年来,金属卤化物半导体作为光吸收材料的太阳电池研究发展迅速,在很短的十余年时间内,其光电转换效率已经从3.8%快速增加到25.7%。这主要得益于金属卤化物钙钛矿材料优异的光电性能,例如:在可见光区的高消光系数、较小的激子束缚能、较高的载流子迁移率、较长的载流子扩散长度等。然而,对于钙钛矿太阳电池的研发目前还停留在实验室阶段,要实现商业化应用,还有几个关键科学问题需要解决,主要包括稳定性差,毒性大
元宇宙具有虚拟现实交融性、去中心化与弱共识性、技术集成性与依赖性、概念性与发展不确定性等特征，引发了治理规则、治理机制以及治理思维等方面的难题。基于法律与科技间相互关系的多重维度，数字正义兼有数字科技赋能法律治理与通过法律治理规范科技发展的内涵，是正义观在数字时代的深化与扩展，具有价值引导与利益分配、技术规则与发展激励等元宇宙治理功能。在元宇宙法律治理中实践数字正义，需要打造法律之治与技术之治相结
钙钛矿太阳电池（PSCs）由于其高的光电转化效率（PCE）和低廉的制备成本使其成为一种理想的光伏器件。其中,有机-无机杂化PSCs因其具有高吸收系数、高载流子迁移率、易调节的带隙、长载流子寿命和可溶液加工等特性受到人们的广泛关注。然而,有机-无机杂化PSCs在高温或长时间的紫外照射下会导致其自身组分中的有机阳离子挥发,并容易与空气中的水分发生反应导致器件失效,给其商业化带来巨大的挑战。近年来,全无
元宇宙将现实世界和虚拟世界相连接，给予人们体验全新世界的可能性，但随之而来的是元宇宙世界也出现了诸如暴力、虚假信息、不雅内容等违法问题。立足伦理学视域解决这些违法问题，无论功利主义，还是康德义务论，都很难有真正成效。实质上，通过对元宇宙世界中违法问题进行分析，发现元宇宙世界违法问题出现的根本原因在于元宇宙的开发者、商业公司为了获取利益，未能真正将人民利益放在首位。根据分布式伦理，把元宇宙相关的各行
随着科学技术的发展,低功耗电子设备、智能家居以及物联网开发正如火如荼的展开,这些新型电子设备都需要电源为其提供动力实现自驱动和可持续工作。在未来的几十年,预计将有大量低功耗电子设备安装于室内环境中,对能量收集装置市场需求巨大。太阳电池不仅能将太阳能转化成电能驱动大功率电器,还可以将室内中低强度的光能转化成电能驱动低功耗电子设备,具有极大的应用前景。钙钛矿太阳电池因其带隙可调、制备工艺简单以及优异的
可再生和可持续能源的大规模发展对于减少化石燃料燃烧进而实现我国十四五发展规划中“碳中和”、“碳达峰”目标至关重要。氢和氨作为两种重要的零碳燃料,传统合成工艺会产生温室气体,污染环境。利用电化学能源转换装置获得氢和氨具有高效可控、绿色环保的优点。然而,这些装置面临以下两个问题:（1）阳极析氧反应（OER）动力学缓慢需要较高能耗,阴极产氨选择性不高,降低了能源转换效率;（2）高活性贵金属催化剂成本制约