基于能带工程制备氧化镍基底的高效锡-铅共混钙钛矿太阳能电池

钙钛矿叠层太阳能电池因为具有超过肖克利-奎伊瑟效率极限的潜力而备受关注.窄带隙锡-铅(Sn-Pb)共混钙钛矿太阳能电池(PSCs)在钙钛矿叠层太阳能电池的构建中起着关键作用.制备稳定性好、可低温处理的空穴输送层是构建高效Sn-Pb钙钛矿太阳能电池和钙钛矿叠层太阳能电池的关键.在此,我们开发了一种室温处理的纳米晶体氧化镍...     

铅卤钙钛矿太阳能电池界面工程的近期进展

铅卤钙钛矿太阳能电池因其优良的光电转换效率以及相对低廉的制备成本而受到广泛关注。然而铅卤钙钛矿太阳能电池的长期稳定性限制了其商业化的进程。界面非辐射复合导致铅卤钙钛矿太阳能电池产生能量损失、影响器件稳定性,是造成器件性能恶化的主要原因。界面工程作为一种有效的策略被用于抑制界面非辐射复合,在制备高效稳定的铅卤钙钛矿太阳能电池方面取得了切实的成效。本文阐述了铅卤钙钛矿太阳能电池的工作原理以及界面上的非辐射复合过程,分析了界面非辐射复合产生的原因,总结了近期n-i-p正式结构铅卤钙钛矿太阳能电池中界面工程的研究进展,讨论了其作用机制。基于目前铅卤钙钛矿太阳能电池中的界面工程发展现状,对其未来的发展方向进行了展望。     

基于对氯苄胺的2D/3D钙钛矿太阳能电池

三维(3D)有机–无机金属卤化物钙钛矿薄膜的表面和晶界处存在大量缺陷,容易导致载流子的非辐射复合并加快3D钙钛矿分解,进而影响钙钛矿太阳能电池(PSCs)能量转换效率(PCE)及稳定性.本研究通过引入对氯苄胺阳离子,与3D钙钛矿薄膜及其表面过剩的碘化铅反应后原位形成了二维(2D)钙钛矿,实现了对3D钙钛矿薄膜表面和晶界...     

含铯卤化钙钛矿的研究进展

综述含铯卤化钙钛矿的研究现状,包括卤化铯铅钙钛矿和无铅卤化钙钛矿。卤化铯铅钙钛矿具有优良的荧光、光电转换性能,在太阳能电池、LED、激光器、光电探测器的应用中备受关注。但由于铅具有毒性并且可在人体内积累,限制了卤化铯铅钙钛矿的实际应用。无铅卤化钙钛矿利用Sn、Bi、Ag等金属取代铅,可以有效解决卤化铯铅钙钛矿的毒性和稳定性问题,但目前存在荧光、光电转换性能差的问题。认为无铅卤化钙钛矿的应用前景比卤化铯铅钙钛矿更广阔,为未来含铯卤化钙钛矿的制备和性能研究提供参考。     

醋酸铅添加剂在印刷钙钛矿太阳能电池中的应用

印刷钙钛矿太阳能电池采用无机介孔骨架包覆有机无机杂化钙钛矿材料的器件结构,制备工艺简单,原材料成本低廉,且稳定性优异.然而,在介孔骨架中均匀沉积高质量的钙钛矿材料存在一定困难.本研究通过在典型钙钛矿材料甲胺铅碘(MAPbI3)前驱液中引入醋酸铅(Pb(Ac)2)作为添加剂,加快钙钛矿晶体的成核从而改善其在介孔骨架中的生...     

钙钛矿太阳能电池:从高效率到稳定性

钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSCs)由于制备工艺简单、价格便宜、转换效率高、可制备柔性器件等优点引起广泛关注。近年来,钙钛矿太阳能电池的转换效率不断被刷新,迅速实现了对多晶硅太阳能电池的超越,使其具有巨大的商业潜力。然而,稳定性成为阻碍钙钛矿太阳能电池商业化的一大问题。介绍了钙钛矿太阳能电池的结构,综述了钙钛矿太阳能电池所取得的研究进展,总结了获得高效率钙钛矿太阳能电池的方法,重点分析了提高钙钛矿太阳能电池稳定性的策略,并指出钙钛矿太阳能电池的发展方向。     

钙钛矿太阳能电池的研究进展

作为一种新型清洁可再生能源,钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSC)从发展至今已取得了重大的突破,成为研究的热点。主要介绍了钙钛矿太阳能电池的基本结构和工作原理及电子传输层、钙钛矿层、空穴传输层的制备方法,以及在发展过程中所面临的技术问题,最后展望了钙钛矿太阳能电池未来的研究重点及发展前景。     

一种咪唑基离子液体钝化制备的高效反式钙钛矿太阳能电池

有机?无机杂化卤素钙钛矿晶体表面的缺陷浓度远高于其内部,严重影响了钙钛矿太阳能电池的光电转化效率和稳定性.通过开发多功能钝化剂可有效降低钙钛矿表面的缺陷密度,是进一步提高钙钛矿薄膜质量的一种有效途径.本研究中,我们首次应用了一种多功能的钝化材料:1?腈丙基?3?甲基咪唑氯盐,将其涂敷到钙钛矿表面可以同时钝化铅离子和碘离子缺陷,使载流子寿命延长两倍以上.最终,通过钝化甲脒铅碘钙钛矿表面,反式钙钛矿太阳能电池开路电压提高了40 mV,光电转化效率达到22.53％.同时,这种离子液体钝化处理使得太阳能电池的稳定性有所提升,封装器件在空气中60℃和AM1.5G标准光照条件下以最大功率点效率追踪500 h,效率仍保持在90％以上.     

钙钛矿太阳能电池的研究进展

钙钛矿太阳能电池由纳米晶致密层、钙钛矿型光活性层CH₃NH₃PbX₃ (X= Cl、Br、I)、空穴传输层及对电极组成。其中光活性层吸光材料的种类及其成膜技术、空穴传输层材料类型及结构设计是影响钙钛矿太阳能电池光电性能的重要因素。本文结合钙钛矿太阳能电池近年来的最新研究进展, 对影响器件光电性能的关键因素: 光吸收层、空穴传输层、工艺参数以及结构设计等进行综述, 同时展望了钙钛矿太阳能电池未来的发展趋势。     

新能源材料

正英国研究发现高效能太阳能电池新材料英国剑桥大学科学家最新研究发现了一组非常有前景的混合铅卤化物钙钛矿材料,他们可以循环光粒子。这一新发现开启了最大化太阳能电池效率之门,将导致用得起的新一代高效能太阳能电池变为现实。混合铅卤化物钙钛矿是一种特殊的合成材料,对太阳能领域的发展具有革命性的影响,科学家们已经开展了大量的研究,一旦能够便宜又简单地制造这种材料,几年之内,钙钛矿太阳能电池将会与目前太阳能板硅片的能源效率几乎一     

碘化铜中间层可增强钙钛矿半导体稳定性

<正>莫斯科国立钢铁合金学院国立研究技术大学研究人员借助碘化铜中间层,获得了钙钛矿元素的较大稳定性和效率,相关研究成果发表在《材料杂志》上。钙钛矿材料是新出现的一类半导体,被认为是太阳能电池中硅的有效替代品。但其主要缺点是不稳定,其中分子甲基胺—铅—碘-3(MAPbI_3)起着关键作用。该大学太阳能     

空穴传输材料在高效钙钛矿太阳能电池中的发展演变

钙钛矿太阳能电池(PSCs)转换效率已从2009年的3.8%上升到2017年的22.7%,其快速的发展可能使光伏工业进入革命新阶段。空穴传输材料(HTM)是构成高效钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,开发和设计导电性好、成本低、稳定性好的空穴传输层材料对钙钛矿太阳能电池的研究显得非常重要。本文将近几年应用于钙钛矿太阳能电池中较高效的空穴传输材料归纳为有机小分子类、有机聚合物类和无机材料类,同时也介绍了无空穴传输层的钙钛矿电池。详细评述了基于各类空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池的光电性能及稳定性,重点讨论了HOMO能级、空穴迁移率、添加剂的掺杂等因素对钙钛矿太阳能电池的影响。最后指出了空穴传输材料未来的研究重点和发展趋势。     

英国研究发现高效可循环光粒子的钙钛矿太阳能电池新材料

正从科技部网站获悉,英国剑桥大学科学家最新研究发现了一组非常有前景的混合铅卤化物钙钛矿材料,它们可以循环光粒子。这一新发现开启了最大化太阳能电池效率之门,将导致用得起的新一代高效能太阳能电池变为现实。混合铅卤化物钙钛矿是一种特殊的合成材料,对太阳能领域的发展具有革命性的影响,科学家们已经开展了大量的     

锡铅混合钙钛矿太阳能电池垂直组分梯度的溶剂工程调控

带隙1.1～1.4eV的锡铅混合卤化物钙钛矿是单结太阳能电池光电转换效率(PCE)接近Shockley-Queisser(S-Q)理论效率极限值的理想材料。钙钛矿薄膜垂直方向上的化学组分梯度会通过影响能带结构影响载流子的传输和分离,因此对锡铅混合钙钛矿薄膜的结晶过程进行控制十分重要。本研究发现使用不同剂量的反溶剂制备锡铅混合钙钛矿会形成不同的垂直组分梯度,并且随反溶剂用量增大薄膜表面铅含量增加。调整溶剂组分可以控制锡铅混合钙钛矿的垂直组分梯度,增大溶剂中V(DMSO):V(DMF)可以形成底部富铅而表面富锡的垂直组分梯度。当铅基前驱液溶剂中V(DMSO):V(DMF)最优化为1:2时,相比于1:4的对照组,器件在标准光照条件下的开路电压从0.725V提高到0.769V,短路电流密度从30.95mA·cm^–2提高到31.65 mA·cm^–2,PCE从16.22%提升到接近18%。利用SCAPS软件数值模拟进一步证明了垂直组分梯度的必要性,当钙钛矿薄膜底部富铅、顶部富锡时,载流子在空穴传输层界面区域的复合有所减少,因而电池性能得到提升。     

钙钛矿太阳能电池技术发展历史与现状

简要回顾了钙钛矿太阳能电池的发展历史,解释了钙钛矿太阳能电池本质上是固态染料敏化太阳能电池。介绍了钙钛矿太阳能电池的微观发电机理,结合钙钛矿太阳能电池的能级图分析讨论了钙钛矿与电子传输层和空穴传输层的能级匹配。分析总结了钙钛矿太阳能电池的光伏技术参数,包括光生电流密度、开路电压、填充因子、能量转换效率以及光伏性能的稳定性。钙钛矿太阳能电池的能量转换效率、短路电流密度和开路电压均已超过非晶硅薄膜太阳能电池,填充因子与非晶硅薄膜太阳能电池很接近。钙钛矿太阳能电池有希望实现产业化而成为下一代薄膜太阳能电池。指出了钙钛矿太阳能电池大规模市场应用在制造技术上的瓶颈即空穴传输层的造价昂贵,并综述了解决该瓶颈的最新研究工作。     

利用双异质结J-V特性分析镁离子对钙钛矿太阳能电池的影响

尽管MAPbI3钙钛矿太阳能电池的效率已经达到很高的水平,但是多晶钙钛矿材料的晶界会俘获自由载流子,影响效率的进一步提升.本文研究在MAPbI3钙钛矿中添加适量镁(Mg)离子钝化晶界,来提高钙钛矿太阳能电池的性能,并采用双异质结等效电路分析镁离子对钙钛矿太阳能电池中载流子复合和输运特性的影响.研究结果显示适量镁离子掺入...     

ZnO/GO纳米材料基热稳定钙钛矿太阳能电池

为了使钙钛矿太阳能电池在高温退火后能够保持稳定, 本研究通过电化学方法制备出氧化锌/氧化石墨烯纳米粒子, 并将其运用到钙钛矿太阳能电池中作为电子传输层使用。通过原位掠入射X射线衍射(GIXRD)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等方法对沉积在氧化锌和氧化锌/氧化石墨烯纳米材料上面的甲胺铅碘的结构、形貌以及电池性能变化进行分析测试。结果表明: 氧化锌/氧化石墨烯对于甲胺铅碘有保护作用, 沉积在氧化锌/氧化石墨烯上面的甲胺铅碘薄膜稳定性更高, 电池性能更加稳定, 为将来大面积应用提供了一定的指导。     

ZnO/GO纳米材料基热稳定钙钛矿太阳能电池（英文）

为了使钙钛矿太阳能电池在高温退火后能够保持稳定,本研究通过电化学方法制备出氧化锌/氧化石墨烯纳米粒子,并将其运用到钙钛矿太阳能电池中作为电子传输层使用。通过原位掠入射X射线衍射(GIXRD)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外–可见吸收光谱(UV-Vis)等方法对沉积在氧化锌和氧化锌/氧化石墨烯纳米材料上面的甲胺铅碘的结构、形貌以及电池性能变化进行分析测试。结果表明:氧化锌/氧化石墨烯对于甲胺铅碘有保护作用,沉积在氧化锌/氧化石墨烯上面的甲胺铅碘薄膜稳定性更高,电池性能更加稳定,为将来大面积应用提供了一定的指导。     

新能源材料

正美国研发耐高温柔性太阳能电池转换效率达11.8%美国爱荷华州立大学的研究人员开发出一种柔性钙钛矿太阳能电池,其效率为11.8%,并具有较强的耐高温性。科学家使用逐层气相沉积技术,将碘化铅(PbI_2)和溴化铯(CsBr)前驱体的薄层制成了无机混合卤化物钙钛矿太阳能电池。研究人员指出,使用无机化合物(例如铯)有助于使电池具有更高的耐热性。他们称,在72h的X射线衍射分析中,该电池即使在200℃下也没有显示出热降解。(中国半导体行业协会)     

新能源材料

正俄美共同研制出新型太阳能电池俄罗斯莫斯科钢铁合金学院和美国德克萨斯大学达拉斯分校组成的国际研究小组,研发出钙钛矿太阳能电池的制造技术。相比传统的硅基太阳能电池,钙钛矿型薄膜太阳能电池的光电转换效率更高,成本更低。研究人员认为,轻便、灵活、廉价的钙钛矿型太阳能电池,将大规模替代硅基太阳能电池。硅基太阳能电池的研究始于20世纪中叶。现有技术的缺陷在于,硅的生产过