柔性钙钛矿太阳能电池的研究进展

钙钛矿太阳能电池是近年来太阳能电池领域的一颗新星,在不到7a的时间里,其效率从3.8%飞速地提高到了22%。由于钙钛矿材料本身可以低温制备,因此具有质量轻、可弯曲、适用性广等特点的柔性钙钛矿电池,受到人们的广泛关注。现针对柔性钙钛矿电池,分为n-i-p和p-i-n两种电池结构,分别介绍了对应的主要研究方向与目前的研究进展,并对其进行评述。最后,指出了关于柔性钙钛矿太阳能电池领域的主要问题与挑战,并对未来进行了展望。     

基于界面修饰的钙钛矿太阳能电池的制备及性能研究

以n-i-p平面型钙钛矿太阳能为标准器件[FTO/SnO2/Cs0.05(FA0.8MA0.15)Pb(I0.85Br0.15)3/Spiro-OMeTAD/Au],利用有机富勒烯材料PCBM,在电子传输层和钙钛矿层之间形成超薄钝化层,以抑制空穴在ETL与钙钛矿层间的背向传输,并通过减少界面处电荷的积累,使电子和空穴传...     

钙钛矿太阳能电池中D-A-D型空穴传输材料的研究进展

钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)作为一种新型太阳能电池,由于其短时间内快速提升的光电转换效率而获得了全世界范围内的广泛关注。空穴传输材料(Hole Transporting Materials, HTM)是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,因此,设计开发经济、高效、稳定的HTM对PSCs的发展具有重要意义。本文综述了2009年以来线型给体-受体-给体(Donor-Acceptor-Donor, D-A-D)结构有机小分子空穴传输材料在PSCs中的应用,详细介绍了各空穴传输材料分子结构对PSCs的光电转换效率和器件稳定性等性能的影响。在此基础上,对未来线型D-A-D型空穴传输材料的发展进行了展望。     

钙钛矿太阳能电池中D-A-D型空穴传输材料的研究进展

钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于具有快速提升的光电转换效率、制备成本低、可溶液加工等优点而获得了广泛关注.空穴传输材料(HTM)负责空穴抽取和防止电荷复合,可提高PSCs的效率和稳定性,是PSCs中的重要组成部分.线型给体-受体-给体(D-A-D)结构的有机小分子空穴传输材料的结构简单,合成难度低.另外,吸电子单元的引...     

钙钛矿型太阳能电池制备工艺及稳定性分析

太阳能是重要的新型能源之一,而将太阳能转换为电能的媒介就是太阳能电池。近年来以钙钛矿为制备材料的太阳能电池收到了广泛欢迎。钙钛矿具有制备工艺简单、成本低、转换率高等优点,因此也是制作太阳能电池的优秀原料。本文对钙钛矿太阳能电池的制备工艺及稳定性进行了研究。     

染料敏化太阳能电池的二氧化钛膜性能研究

以二氧化钛(Ti02)纳米粉(P25)为原料，把它研磨成胶状，用涂敷法制得TiO2纳米多孔膜，并组装成太阳能电池，用100W氙灯作为模拟太阳光，对电池进行光电性能测试．根据电池的短路电流(Isc)、开路电压(Voc)和填充因子(ff)等指标来反映电池的性能．研究表明，分散剂乙酰丙酮、OP乳化剂、研磨时间和热处理后的保温时间长短对TiO2膜的性能均有很大的影响．其结果是，乙酰丙酮0．15mL、OP乳化剂0．10mL、研磨时间1h和保温时间0．5h时，TiO2膜的光电性能较好，JIsc,Voc和ff分别为8．85mA、567mV和0．445．并用XRD和比表面及孔隙分析仪对TiQ2膜进行了表征．     

有机染料钝化缺陷制备高效稳定钙钛矿太阳能电池的研究

以具有羧酸基团的新型有机染料SK202为钙钛矿吸光层的钝化剂,将其添加至反溶剂中,利用一步法制备钙钛矿太阳能电池,并对钙钛矿吸光层界面陷阱态进行优化。利用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见吸收光谱对钝化的钙钛矿吸光层进行形貌、光谱性能表征,并进行电池光电性能的测试表征。结果表明,经过钝化处理的器件获得高达17. 76%的光电转化效率,开路电压相比未钝化处理器件提高8%,同时未封装电池在20 d后保持80%以上稳定性,说明对钙钛矿吸光层的钝化处理有效地减少了光生载流子的复合并抑制了钙钛矿的分解。     

无机空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、结构简单、成本低廉、有大规模商业化应用潜力等优势,是近年来光伏领域的研究热点。空穴传输材料具有传输空穴和阻挡电子的双重作用,是影响钙钛矿太阳能电池光电性能的重要因素。本文介绍了空穴传输材料的作用方式和主要类别,总结了无机空穴传输材料的种类、特点及在钙钛矿太阳能电池中的应用,并分析了其对太阳能电池光电性能的影响。     

柔性染料敏化太阳能电池材料制备工艺参数的优化

采用水热法制备TiO2纳米浆,与P25粒子和TiO2散射大粒子混合制成级配浆料。将所得的浆料涂敷在铟掺杂氧化锡-聚苯二甲酸乙二醇酯导电聚合物基板上,并在120～150℃进行热处理制成光阳极薄膜。利用溅射法制备Pt对电极,将其组装成柔性的染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cell,DSC)。研究了对电极溅射时间、TiO2薄膜热处理温度、膜厚以及级配浆料中的酸添加量对电池光电性能的影响。结果表明:当对电极Pt溅射时间为30s,TiO2薄膜热处理温度为150℃,膜厚为10.5μm,浆料添加0.05mol/LHNO3时,柔性DSC的光电性能最好,光电转换效率可达4.05%。     

高效钙钛矿太阳能电池吸光层的设计与优化

本文设计了多元混合钙钛矿吸光层涂布液配方,并采用两步法组装了钙钛矿电池器件。由于两步法制备钙钛矿电池存在配方复杂、工艺繁多的问题,导致电池器件性能难以提升,因此本文采用了正交实验的方法,筛选出影响电池器件性能的关键因素。针对关键因素设计了系列实验,通过观察钙钛矿层薄膜形貌,测试钙钛矿太阳能电池器件的光电性能,并采用多种表征手段研究了钙钛矿层薄膜性质,确定了关键因素的添加量,最后优选出钙钛矿电池吸光层的最佳配方,得到高质量的钙钛矿薄膜,电池的光电转换效率达到21.1%。     

黑卟啉空穴传输材料在无掺杂钙钛矿太阳能电池上的应用

无掺杂空穴传输材料是实现钙钛矿太阳能电池(PSCs)实用化的关键问题。本论文合成了具有高的热稳定性、对可见光谱全吸收性质的黑卟啉分子,5,10,15,20-四[3,5-二(叔丁基)苯基]-β,β''-四萘醌[6,7-g]锌卟啉(T1),研究了光物理、电化学性能和成膜性。T1最高占据分子轨道(HOMO)能级与spiro-OMeTAD相近,能够很好地与钙钛矿材料MAPbI3相匹配。制备了以T1分子为空穴传输层的PSCs,器件的能量转换效率(PCE)达到13.43%,优于相同条件下的基于spiro-OMeTAD的器件(11.63%)。     

钙钛矿太阳电池的研究进展

介绍了卤铅铵钙钛矿（CH3NH3PbX3,X = Cl、Br、I）的结构及其在新型无机-有机杂化异质结钙钛矿太阳电池中的应用,阐述了钙钛矿太阳电池的结构与工作原理,着重从钙钛矿太阳电池的致密层、钙钛矿吸收层（有骨架层和无骨架层）及有机空穴传输层三个重要组成部分的材料、微结构及制备方法等方面分析了钙钛矿太阳电池的研究进展及存在的问题。并结合不同课题组的研究成果评价了钙钛矿太阳电池各组成部分相应的材料、微结构及制备方法等对太阳电池光伏性能和长期稳定性的影响。此外还介绍并比较了反转结构与柔性太阳电池的光伏性能,简要讨论了钙钛矿太阳电池的各层材料、结构、有毒重金属的替代、长期稳定性等方面的发展趋势。     

石墨炔及其衍生物在钙钛矿太阳能电池的应用

钙钛矿太阳能电池(PSCs)因具有高效率、可溶液加工和低成本等优点受到了人们广泛的关注。然而，在PSCs的各个功能层及界面之间存在缺陷非辐射复合、界面接触不良和薄膜质量较差等问题，阻碍了PSCs光电转换效率和稳定性的提高。相较于石墨烯，含有sp杂化碳原子的石墨炔具有独特的三角微观结构、天然的带隙、超高的载流子迁移率以及优异的光电和机械性能，成为光电能源领域重要的候选材料。综述了石墨炔及其衍生物在PSCs的电子传输层、空穴传输层以及光吸收层中的应用，重点探讨了石墨炔及其衍生物在功能层及其界面中钝化缺陷、改善薄膜形貌和界面接触、提高载流子传输等方面的作用。最后，对石墨炔及其衍生物在PSCs领域中的发展提出了展望。     

自组装制备硫化铜空穴传输层用于钙钛矿太阳能电池

采用自组装方法制备了硫化铜作为钙钛矿太阳能电池的空穴传输层。这种方法具有低成本且可大规模制备等优点。采用紫外-可见吸收光谱和紫外光电子能谱对硫化铜薄膜进行了光学性能和能带结构表征;采用原子力显微镜对硫化铜薄膜进行了表面形貌表征;采用Keithley 2410系统测试了器件的电流密度-电压特性。结果表明,硫化铜具有良好的光学透过性、适宜的能级和均匀致密的表面覆盖,采用硫化铜制备的器件具有14.97%的光电转换效率,同时具有可忽略不见的滞后现象。将器件置于空气中14 d后还能保持80%以上的原始效率,表明器件具有良好的稳定性。以上结果表明,采用自组装方法制备的硫化铜薄膜具有优良的性能,对未来钙钛矿太阳能电池的大规模制备及应用提供了一定的借鉴意义。     

富勒烯材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

有机无机杂化钙钛矿太阳能电池自2009年出现以来,经过短短十余年的发展,光电转化效率已提升到24%以上,引起了广泛的关注。富勒烯材料具有较高电子迁移率、可调控的能级以及可低温成膜等特性,在钙钛矿太阳能电池中可以用于电子传输层、钙钛矿层添加剂、界面修饰层,甚至还能够在空穴传输层中发挥作用。这些应用不仅提高了电池的光电转化效率和稳定性,还能有效降低电池的磁滞效应。本综述就富勒烯材料在钙钛矿太阳能电池各组成部分的应用进行了详细的介绍,并总结了通过修饰富勒烯分子结构提高电池性能的基本规律,这些结果对推动富勒烯材料在钙钛矿太阳能电池领域的应用有重要意义。     

综述与展望新型钙钛矿太阳能电池研究进展及面临的问题

能源是当今世界面临的巨大难题,石油矿产等资源的不断大量消耗,太阳能作为清洁能源有望得到更多的应用。利用太阳能最主要的方式是用太阳能电池进行光电转化,其中,新型太阳能电池优点很多,清洁、制造成本低、效率高、便于投入应用,已经成为光伏领域的研究热点。简要介绍太阳能电池发展过程,侧重于论述相应的市场行情及面临的问题。主要讨论钙钛矿太阳能电池的研究现状以及研究中面临的问题。     

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的研究进展

有机-无机杂化钙钛矿材料不仅具有较高的光吸收能力和载流子迁移率,同时具有双极性特征以及合成方法简单等优点,目前已成为最有发展前途的太阳能电池材料,其光电转化效率在7年内从3.8%迅速提升到20%以上,并有进一步提高的空间。简单介绍了钙钛矿材料的结构与性质,综述了钙钛矿太阳能电池的研究进展,指出了目前电池发展中亟需解决的问题及未来的发展方向。     

用于敏化太阳能电池的二氧化钛光阳极材料

敏化太阳能电池是当前清洁能源领域的研究热点之一,有望成为第三代太阳能电池。二氧化钛作为敏化太阳能电池的光阳极材料之一被广泛研究。主要综述了近20 a来二氧化钛光阳极材料的结构进展,并从电子注入效率、电子传输和基底电荷收集效率方面评述了各种结构的应用特点。另外,描述了当代三明治状二氧化钛工作电极的超薄保形覆盖层、工作层和阻挡层。然后,重点介绍了用于电子传输工作层的二氧化钛一维纳米阵列的制备方法及特点。最后,展望了光阳极结构与合成方法的未来发展趋势。     

天然色素敏化纳米晶TiO_2太阳能电池研究

介绍了天然色素敏化纳米晶太阳能电池的制作过程。应用分光光度计对大量天然色素进行光谱表征,从中选择与太阳光匹配的光敏化剂,以提高太阳能电池的光电转化率及降低其成本。该电池在全色光的照射下,转化阳光为电能的效率达到2.1%。开路电压为0.53V,短路光电流为4.2mA/cm2。比较所测量到的太阳能电池的光电转换效率时,认为电子被氧化还原介质重捕获而无法有效输送限制了电池的效率。