宁波材料所在α-FAPbI3基钙钛矿太阳能电池和大面积组件制备方面取得进展
日期:
2023-12-14
浏览次数:
531
以下文章来源于中国科学院宁波材料所 ,作者宁波材料所
钙钛矿由于其长载流子扩散长度、长载流子寿命和宽吸收范围,已经成为低成本和高性能太阳能电池的潜在材料。在众多钙钛矿材料体系中,FAPbI3体系具备较小的光学带隙和较好的热稳定性,更有利于高效稳定钙钛矿太阳能电池(PSCs)的开发和制备。然而研究发现,室温下FAPbI3体系更容易形成黄相δ-FAPbI3而非光活性的黑相α-FAPbI3,这会影响钙钛矿结晶过程,导致PSCs的光伏效率和长期稳定性受限。此外已有研究证实通过一步溶液工艺沉积的钙钛矿薄膜遵循向下生长机制,因此具有较低形成能的中间体δ-FAPbI3最初会在半湿膜的表面上形成,从而干扰α-FAPbI3的可控和定向结晶。
为了解决这一问题,中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义研究员和刘畅研究员等人在前期钙钛矿太阳能电池研究的基础上,近期在α-FAPbI3基钙钛矿太阳能电池和大面积组件制备方面取得了重要进展。
Adv. Mater. 2023, 2302752;
Angew. Chem.Int. Ed. 2023, 135, e202217526;
Adv. Funct. Mater. 2023, 2214788;
Adv. Funct. Mater. 2023, 2210600;
Infomat 2022, e12379;
Nano Energy 2022, 93, 106800;
Energy Environ. Sci. 2022, 15, 3630;
Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2101416
在这项研究中,团队创新性地设计合成了一种新型二维钙钛矿(NAM)2PbI4,通过削弱有机中间层和[PbI6]4-八面体之间的氢键作用释放八面体畸变。由于二维钙钛矿的(002)晶面与立方α-FAPbI3的(100)晶面之间可以形成高度匹配的异质界面,从而降低晶体形成能并诱导α-FAPbI3的异质成核。这种“外延生长”机制导致α-FAPbI3形成高度优选的(100)晶面取向,有效释放钙钛矿薄膜内的拉伸应力,并减少非辐射复合位点。目标PSCs的光电转换效率达到25.4%(认证25.2%),并表现出较好的环境稳定性和运行稳定性。此外还制备了大面积钙钛矿太阳能电池组件,5cm×5cm基底钙钛矿太阳能电池组件(有效面积为10 cm2)效率从18.2%显著提高到20.1%,这也证明该策略在高质量钙钛矿薄膜的可扩展沉积中的可行性。

Hot News
/
相关推荐
2026
-
10
-
22
点击次数:
2
来源:X-MOL本文提出了一种环境无害的无铅双钙钛矿光电探测器,其构型为 FTO/PCBM/La2NiMnO6/CuI/碳。拟议设计配置已通过 SCAPS-1D 进行数值分析,通过优化吸收层厚度、受体掺杂、缺陷密度和界面质量,开发出高性能光电探测器。LNMO(鑭镍锰氧化物)作为吸收剂,在可见光近红外区域具有超过 100,000 cm-1 的高吸收系数,并且与 PCBM(苯基 C6...
2026
-
10
-
21
点击次数:
16
来源:X-MOL三氧化钨(WO3)是一种众所周知的光致变色材料,在光照下会发生可逆的颜色变化,使其在智能窗、光存储和传感设备等领域具有广阔的应用前景。本研究通过调控水热反应温度和盐酸浓度,成功合成了一种形貌均匀且可控的WO3神经网络状结构。此外,本研究系统地考察了所制备WO3颗粒的光致变色响应时间,并筛选出响应速度最快的最佳样品。为了显著提升光致变色性能,本研究引入了稀土元素铒(Er)作为掺杂剂。...
2026
-
10
-
21
点击次数:
15
来源:X-MOL为了寻找高效的二氧化碳还原光催化剂,稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而备受关注,这些特性能够显著提高光吸收和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了铒掺杂的二维超薄BiOCl纳米片。铒掺杂不仅抑制了光生载流子的复合,而且进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。铒掺杂与预先可见光照射诱导的光催化记忆效应的协同作用,极大地调控了BiOCl纳米片的内部电子态。实验和密...
2026
-
10
-
20
点击次数:
35
来源:X-MOL追求甲醇氧化羴基化为二甲基碳酸酯(DMC)高效催化剂的努力受限于在传统单基点/混合位点同时激活 CO 和甲醇的动力学挑战。本研究通过对双金属锌/铒-ZIF 进行热解,演示 0 了 Co–CoO x 界面工程策略,以构建 Co@NC 催化剂。系统调节锌/辅导比和热解温度控制纳米颗粒尺寸和氧化态,产生最佳催化剂 Co@NC-4,表现出高 DMC 时空产率(5.9 g DMC g cat...