钙钛矿太阳电池吸收层制备工艺

有机/无机杂化钙钛矿太阳电池因具有高光吸收系数、高转换效率以及低制备成本等优点引起了科学界的广泛关注.综述了近年来有机/无机杂化钙钛矿吸收层几种制备工艺的研究进展,重点分析了目前应用较为广泛且制备工艺相对简单的一步溶液法和两步连续沉积法的工艺条件对钙钛矿薄膜质量及太阳电池光伏性能的影响,并详细介绍了几种制备工艺存在的主要问题及其调控的研究现状.此外,对后续工艺中的有机空穴传输材料及其溶剂、添加剂对钙钛矿太阳电池稳定性的影响及其调控的研究现状进行了简要阐述.为更好地提高钙钛矿太阳电池的效率和长期稳定性,制备工艺的优化和创新是未来钙钛矿太阳电池发展的趋势.     

二维有机-无机杂化钙钛矿非线性光学研究进展（特邀）

自从钙钛矿材料问世以来,有机-无机杂化钙钛矿材料在近数十年的时间得到了蓬勃发展。二维（2D）有机-无机杂化钙钛矿是由典型的无机八面体框架以及不同的有机阳离子构成,其具有本征的量子阱结构和有趣的光电特性,也因此在发光、传感器、调谐、光伏体系以及通讯设备等领域引起了人们的密切关注。低成本、可溶液法制备、以及可替换的有机阳离子等特性使二维杂化钙钛矿在光学和光子应用中具有灵活的层间距,层数和可变的晶格扭曲,从而实现可调节的框架以及在光学和光子学应用中的高调节度。尤其地,它们也表现出突出的二阶、三阶和高阶非线性光学特性,例如在激光脉冲激发下的二次谐波产生（SHG）、太赫兹 、双光子吸收（2PA）和饱和吸收（SA）和三光子吸收（3PA）等。讨论了具有不同结构特点的二维杂化钙钛矿的构建,并重点介绍了这些二维杂化钙钛矿在线性和非线性光学领域地特性和应用。最后,对二维杂化钙钛矿的研究现状进行了评估,并对其未来发展进行了展望。     

杂化钙钛矿太阳能电池结构及光吸收层组成优化研究进展

近年来,有机-无机杂化钙钛矿基异质结太阳能电池发展十分迅速,目前最高光电转换效率已突破20%。本文简要概述了杂化钙钛矿基太阳能电池的结构、原理以及常见的杂化钙钛矿薄膜的制备方法,详细总结了近年来器件结构和杂化钙钛矿材料不断优化的成果和相关研究进展,重点阐述了器件的结构和组成对杂化钙钛矿基太阳能电池光电转换效率的影响,并对有机-无机杂化钙钛矿基太阳能电池未来的研究前景进行了展望。     

杂化钙钛矿太阳能电池光吸收层薄膜致密性对其效率影响的研究进展

有机-无机杂化钙钛矿基异质结太阳能电池效率提升速度十分迅猛,其光电转换效率极有可能在短时间内提高至25%以上。其中,杂化钙钛矿薄膜的致密性直接关系到薄膜性能的优劣,对获得高效率太阳能电池具有重要影响。介绍了杂化钙钛矿材料的特性,重点探讨不同方法制备的杂化钙钛矿薄膜致密性对太阳能电池效率的影响,并分析存在的问题和展望其发展前景。     

无机钙钛矿CsPbX3晶体的低温溶液生长及应用研究进展

无机钙钛矿材料CsPbX₃(X=Cl,Br,I)具有光吸收系数高、发射谱线宽度窄、发光效率高等优异的光电性能,与目前在光伏领域大放异彩的有机-无机杂化钙钛矿材料相比,其在化学稳定性和热稳定性方面更胜一筹。文章就CsPbBr₃晶体的低温制备方法及其在光电探测器、发光二极管、激光、高能射线探测等领域的应用研究进展进行了分析和总结。     

二维钙钛矿结构调控及光物理性能研究进展

传统的三维(3D)有机-无机卤化物钙钛矿经历了前所未有的快速发展。然而,它们对水分、光和热的固有不稳定性仍然是限制其商业化发展的关键问题。相比之下,新出现的二维(2D)钙钛矿因其巨大的环境优势而受到越来越多的关注。然而,对二维钙钛矿的研究还处于起步阶段,其结构和光物理特性仍有待深入探索。首先,介绍了二维杂化钙钛矿的结构;然后,对该结构中有机胺以及无机元素的选择进行比较讨论,并对二维杂化钙钛矿中独特的激子性质、电声耦合以及自旋轨道耦合(SOC)效应等方面的研究进行了总结;最后,根据前文论述指出下一步研究需要解决的问题,以期为将来开发和制备性能更优异的二维钙钛矿光电器件提供参考。     

有机卤化物盐对钙钛矿太阳电池器件性能的影响

有机无机杂化钙钛矿已被证明是优良的光吸收材料,可用于高效率光伏领域。增大钙钛矿薄膜的晶粒尺寸和对晶界缺陷的钝化是提高太阳电池性能的重要途径。文章报道了一种简单的缺陷钝化技术,将有机卤化物盐BAI引入钙钛矿的混合阳离子中,以起到增大晶粒和钝化缺陷的作用,使钙钛矿太阳电池的光电转换效率从19.46%提升至21.56%。这种效率的提升是在不损失短路电流和填充因子的情况下,开路电压从1.04V提高到1.11V的结果。这种提升钙钛矿型太阳电池开路电压的方法,为进一步提高钙钛矿型太阳电池的光电性能提供了新的途径。     

钙钛矿太阳电池用NiO/石墨烯复合空穴传输材料北大核心

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池（PSC）因其效率高、成本低及制备工艺简单等优点而得到广泛的关注。采用无机材料替代有机空穴传输材料可以进一步降低电池成本,拓宽钙钛矿太阳电池空穴传输材料的选择范围。采用水热合成法制备了NiO/石墨烯复合材料前驱体,经过高温处理,得到NiO/石墨烯复合材料,并将其应用于钙钛矿太阳电池空穴传输层。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和热重分析仪-差式扫描量热仪（TGA-DSC）等手段表征了复合材料组分及微观结构。同时,探索了复合材料质量浓度和制膜工艺对空穴传输层性能的影响。研究结果表明,当复合材料的氯苯溶液质量浓度为1.25 mg/mL时,采用喷涂工艺制膜得到的空穴传输层具有最优的性能,其相应钙钛矿太阳电池的光电转化效率为1.44%。NiO/石墨烯复合材料在钙钛矿太阳电池中表现出优于NiO和石墨烯的性能,体现了NiO和石墨烯在复合材料空穴输运过程中的协同作用。     

稀土元素上转换材料在钙钛矿太阳能电池中应用的研究进展

无机有机杂化钙钛矿太阳能电池被认为是最有发展前景的第三代光伏技术之一,经过短短几年时间的研究,钙钛矿太阳能电池现今的最高效率已经突破22%.随着钙钛矿太阳能电池的效率越来越接近理论效率,为了进一步提升电池效率,研究人员将目光投向了钙钛矿材料不能有效吸收的近红外波段.在本文中,我们回顾了近两年来将上转换材料与钙钛矿太阳能电池相结合的研究,将它们分成较为传统的方法和新型方法.传统的方法即是使用较为单一的NYF纳米颗粒对钙钛矿太阳能电池进行掺杂,利用稀土离子的上转换效应,吸收近红外光,扩宽钙钛矿的吸收范围,从而提升太阳能电池的性能;而新型的方法即是在传统的单一使用稀土离子的基础上,添加其他离子或者引入重掺杂半导体材料来进一步提升太阳能电池性能的方法,从实验结果看,这两种方法都取得了较好的结果.     

单晶钙钛矿的制备及应用研究进展

近年来,钙钛矿材料由于其带隙可调、吸收系数高、成本低等优势在国际上备受瞩目。其中,单晶钙钛矿具有优于多晶钙钛矿的光学、电学特性,成为制备高性能光电器件的理想材料。从钙钛矿的基本分子组成和化学结构出发,介绍了单晶钙钛矿的基本光学和电学特性,指出了块状、薄片/薄膜和纳米结构有机-无机杂化单晶钙钛矿的制备方法,总结了它们在光电探测器、太阳电池、光泵浦激光和辐射探测中的应用。最后,对单晶钙钛矿当前研究中所面临的挑战及未来的发展进行展望,指出开发低成本、高稳定性、无毒的单晶钙钛矿光电器件有望加速其商业化进程。