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。     

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%)。     

空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为一种新兴高效率光伏电池得到了飞速的发展。作为PSCs中的重要组成部分之一,空穴传输层(HTL)起到促进空穴传输和阻挡电子迁移的作用,同时也影响着器件的光电性能、稳定性和生产成本。因此,寻找成本低廉、空穴迁移率高的空穴传输材料就显得尤为重要。本文将空穴传输材料划分为有机和无机材料两大类,综述了其在钙钛矿太阳能电池中的应用,并重点介绍了基于这些空穴传输材料的电池的光伏性能。     

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。     

黑卟啉无掺杂空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池上的应用

制备高空穴迁移率的空穴传输材料对钙钛矿太阳能电池的商业化应用具有重要意义.合成了一种热稳定性好、对可见光谱全吸收的黑卟啉分子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),通过UV-Vis、循环伏安、SEM、TGA考察了T1的光物理性质、电化学、热稳定性能及成膜性.结...     

钙钛矿太阳能电池研究进展

钙钛矿太阳能电池(PSCs)近几年迅速发展,截至目前,其能量转换效率已经超过23%,这可能使光伏产业发生革命性的变化。基于最新的研究进展,介绍了钙钛矿太阳能电池的结构和工作机理,简要综述了空穴传输材料(HTM)在钙钛矿太阳能电池中的应用。最后,指出了钙钛矿太阳能电池目前存在的一些问题及未来的研究方向。     

氧化镍在钙钛矿太阳能电池中的应用

近年来,有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)的发展迅速,已证明的光电转换效率(PCE)从3.8%快速增长至25.5%。钙钛矿太阳能电池的性能在很大程度上取决于其组成成分以及电子和空穴传输层(ETLs和HTLs)的选择。无机空穴传输材料因较好的稳定性、较高的空穴迁移率以及较宽的光学带隙,受到广泛关注。NiO_x膜因高透明度、工艺通用性、高性价比以及易于在串联器件中集成等优点,被广泛应用于倒置PSCs中。本文简单介绍了NiO_x薄膜的物理方法和化学方法两种表面改性策略,对基于NiO_x的钙钛矿太阳能电池进行了总结与展望。     

石墨炔在光催化中的应用

石墨炔是一种新型碳的同素异形体,其独特的结构使得该物质具有理想的高强度、导电性、导热性、透光性和高载流子迁移率、热导率等。石墨炔具有天然的带隙,属于本征半导体,具有特别的电荷输运性能。石墨炔与无带隙的石墨烯相比,在0.45～1.30 eV范围内显示出带隙,这使其在电子、催化、光学和机械方面具有强大的应用潜能,为碳材料的基础和应用研究提供新的空间、带来了新的内涵,引起了广泛的关注。此外,石墨炔在Fermi能级上下附近具有2个不同的Dirac锥,这表示石墨炔为自掺杂(self-doped)半导体,原本就具有电荷载流子,不需要像石墨烯一样要通过额外掺杂实现。石墨炔是十分契合的潜在的且卓越的光催化材料,理论上只需修饰构建活性位点即可高效光诱导反应。     

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。     

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。     

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。     

柔性钙钛矿太阳能电池的制备及性能研究

采用钛箔作为衬底,原位生长二氧化钛薄膜,然后制备有机钙钛矿吸收层及固态空穴传输层,组装成太阳能电池。通过电压-电流曲线测试,结果表明,这种钙钛矿太阳能电池的光生电压达到0.8 V、光生电流达到16 mA/cm²、光电转化效率为10.2%。进一步对电池进行弯折试验,弯折20次后,光电转化效率能达到初始值的85%,表现出良好的柔性特征。     

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。     

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。     

绿色轮胎给沉淀法白炭黑带来的机遇与挑战

介绍了绿色轮胎的由来、含义、配方特征及白炭黑主材地位的确立。通过回顾白炭黑在传统轮胎和在绿色轮胎上各发展阶段的应用,分析了绿色轮胎对白炭黑的消费潜力。指出中国绿色轮胎正处在产量释放的初期,即将进入高速发展期。在此背景下白炭黑面临着机遇与挑战。机遇：1）绿色轮胎给白炭黑创造了广阔的市场;2）绿色轮胎促使加快产业转型升级步伐。挑战：1）市场门槛提高,亟须产业转型升级;2）外资企业抢先占领市场;3）生产技术与产品质量不适应;4）创新能力弱,核心技术缺乏。白炭黑企业只要抓住机遇,勇于接受挑战,加快技术创新,提升产业发展水平,就一定能实现跨越式发展。     

钙钛矿太阳电池光吸收层纳米材料研究进展

2013年钙钛矿太阳电池的研究取得突破性进展,目前成为国内外研究的热点前沿技术,3年时间国内外发表相关研究论文近千篇,公开发明专利千余件。由于钙钛矿太阳电池性能的稳定性比较差以及相关配套材料的技术开发未跟上,严重影响了钙钛矿太阳电池的扩大研究和产业化步伐。从新公开的钙钛矿太阳电池的专利内容入手,综述了钙钛矿太阳电池光吸收层骨架纳米材料的组成、主要作用、制备方法、应用方法、相关专利的技术进展、存在的难点问题和改进方向,以拓宽专业技术人员的研究开发思路,针对钙钛矿太阳电池对纳米材料的技术要求开发专用的纳米材料,为钙钛矿太阳电池的扩大研究和产业化提供配套的纳米材料。     

Enhanced charge extraction for all-inorganic perovskite solar cells by graphene oxide quantum dots modified TiO2 layer

All-inorganic cesium lead bromide (CsPbBr₃) perovskite solar cells have been attracting growing interest due to superior performance stability and low cost. However, low light absorbance and large charge recombination at TiO₂/CsPbBr₃ interface or within CsPbBr₃ film still prevent further performance improvement. Herein, we report devices with high power conversion efficiency (9.16%) by introducing graphene oxide quantum dots (GOQDs) between TiO₂ and perovskite layers. The recombination of interfacial radiation can be effectively restrained due to enhanced charge transfer capability. GOQDs with C-rich active sites can involve in crystallization and fill within the CsPbBr₃ perovskite film as functional semiconductor additives. This work provides a promising strategy to optimize the crystallization process and boost charge extraction at the surface/interface optoelectronic properties of perovskites for high efficient and low-cost solar cells.