【摘 要】
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尽管钙钛矿太阳能电池的效率目前已高达25％，要实现效率的进一步提升却越发困难.而作为限制效率提升最主要的一个瓶颈，缺陷引起的载流子非辐射复合需要被最大限度地降低.大量的实验表明在贫碘的合成条件下杂化钙钛矿中存在着可作为非辐射复合中心的点缺陷，但这到底是何种缺陷目前尚不清楚.通过系统的量子力学第一性原理计算发现[1]：在最典型的杂化钙钛矿MAPbI3中氢空位非常容易形成，并可以引起非常强的载流子非辐
【机 构】
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北京计算科学研究中心 北京100193
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
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尽管钙钛矿太阳能电池的效率目前已高达25％，要实现效率的进一步提升却越发困难.而作为限制效率提升最主要的一个瓶颈，缺陷引起的载流子非辐射复合需要被最大限度地降低.大量的实验表明在贫碘的合成条件下杂化钙钛矿中存在着可作为非辐射复合中心的点缺陷，但这到底是何种缺陷目前尚不清楚.通过系统的量子力学第一性原理计算发现[1]：在最典型的杂化钙钛矿MAPbI3中氢空位非常容易形成，并可以引起非常强的载流子非辐射复合，对其效率有着非常关键的影响.相较之下，氢空位在FAPbI3中难于形成，并且其所引起的非辐射复合也较弱.这就很好地解释了为什么当前最高效的杂化钙钛矿中总是需要大量的FA而非MA.本研究为进一步杂化钙钛矿太阳能电池中缺陷调控和效率的进一步提高指明了方向.
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众所周知，高性能的钙钛矿太阳能电池往往含铅，可能造成环境污染和健康危害，限制了其实际应用。本研究拟通过氧化锌纳米片降低CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池的铅用量，从而减少铅污染。制备具有直接载流子通路和高比表面积的氧化锌纳米片是降低铅污染的关键。我们分别以硝酸锌、乙酸锌、硫酸锌为锌源，利用水热法在FTO衬底上生长氧化锌纳米片的前驱物，然后通过煅烧得到氧化锌纳米片。氧化锌纳米片作为CsPbIBr2钙钛
针对钙钛矿光伏电池的工业化制造技术路线,我们从2014年开始开展了6年以刮刀涂布法(刮涂法)为基础的系列探索工作,主要成果有：(1)针对溶液流动导致大面积薄膜成膜粗糙且覆盖率低的问题,提出了表面活性剂策略,调节了溶液表面能,抑制了溶液流动,提升了溶液延展性,实现了平整、光滑、致密的大面积(＞200 cm2)钙钛矿薄膜的印刷；(2)针对低温(室温)下传统钙钛矿溶液难以干燥结晶以及晶体质量差的问题,提
卤化钙钛矿材料具有优异的光电性能与较低廉的制备成本，已被广泛应用于太阳能电池、发光二极管、辐射探测、激光等领域，并且相应器件均展现出出众的性能。明晰卤化钙钛矿成核与生长的物理化学机制，发展有效策略控制结晶的动力学和热力学过程，实现晶体的有序、精准生长，用以制备高性能钙钛矿基功能器件，是本领域的重要共性需求。本团队提出了中间相化合物调控卤化钙钛矿结晶反应与生长过程的学术思路，开发了一种预成核法用于在
对于钙钛矿材料进入环境后,将对植物产生怎样的影响,仍然缺乏系统的研究及详细的数据支撑.有鉴于此,我们以盆栽实验模拟了卤素钙钛矿太阳能电池组件进入土壤后,对几种典型植物(薄荷、辣椒、白菜)种子萌发及生长的影响.研究发现电池组件中浸出的铅离子进入土壤后,因被植物所吸收而进入食物链,相对于其他人类活动带入环境中的铅,其迁移性要高10倍以上.而作为替代选择,锡基钙钛矿太阳能电池组件的环境风险较小.然而目前
设计高效无添加空穴传输材料(HTM)是提高钙钛矿太阳电池(PSC)稳定性和光电转换效率(PCE)的重要策略.[1,2]在本文中,我们设计了一系列硼氮掺杂的平面型空穴传输材料,计算结果显示,硼氮掺杂明显降级了材料的最高占据轨道能级(HOMO),增强了分子的热力学稳定性,提高了疏水性.此外,由于广阔的HOMO分布,大多数BN-TTN分子具有较高的空穴迁移率.更重要的是,BN-TTN核与钙钛矿表面匹配良
The device performance of organic-inorganic hybrid halide perovskite solar cells (PSCs) is highly dependent on the quality of perovskite layer.In this work,we report a multifunctional chemical additiv
基于平面结构的碳基钙钛矿太阳能电池具有简化的器件结构，但同时对各个功能层的性能提出了更高的要求，尤其是作为光吸收层的钙钛矿层.碳电极空穴抽取能力的不足以及多孔支架的缺失，对钙钛矿层的光吸收能力以及进一步的电荷输运提出了更高的要求.制备出高结晶质量的窄带隙钙钛矿光吸收层，保证充分光吸收的同时减少载流子的复合是提高平面型碳基钙钛矿太阳能电池效率的有效途径.基于此，我们结合组分工程和添加剂工程，制备出了
富勒烯具有独特的封闭笼状结构和迷人的物理、化学性质，在光、电、磁等领域展示了广阔的应用前景。基于富勒烯具有电子亲和力强，电子迁移率高以及重组能小的特点，富勒烯功能材料被广泛应用于钙钛矿太阳能电池的电子传输层、阴极界面层或缺陷钝化剂。本报告将介绍本组近几年在开发新型富勒烯衍生物，并将其应用于钙钛矿太阳能电池的电子传输层或钙钛矿光活性层的添加剂等方面的工作。
本摘要主要介绍添加剂的分子设计用于表/界面缺陷钝化的新策略,用于制备具有优异光电性能的钙钛矿薄膜,结合刮涂法制备高效稳定的钙钛矿太阳电池.特别地,开发了一系列有机胺分子添加剂,通过调节碳链长度以及胺基团与钙钛矿材料的相互作用,能够对多种钙钛矿组分的晶界或表面缺陷进行精准高效钝化,促进钙钛矿/电子传输层界面的电荷传输,并同时提高钙钛矿薄膜的质量和疏水性.另外,利用无机金属卤化物盐对钙钛矿薄膜进行表面
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