快捷搜索:

新葡京官网-模块化钙钛矿器件方面取得重大突破

2018-12-12 11:20 来源:新葡京官网
  
金属卤化物钙钛矿作为直接带隙半导体材料,具有结构可设计性、带隙可调、带隙宽度、载流子迁移率低且成本低,是第三代薄膜太阳能电池的代表材料。然而,三维钙钛矿对水和氧的敏感性导致器件在自然工作条件下突然衰变,这严重阻碍了钙钛矿太阳能电池的商业化。二维钙钛矿作为一种三维钙钛矿的延伸材料,由于其疏水性和对光的不敏感性而具有很高的稳定性。由于二维材料结构的特殊性,电子或空穴受到量子尺寸效应的限制,其寿命和迁移率远低于三维结构,因此器件的光电转换效率显着提高。低于三维钙钛矿。这种稳定性与高效率之间的矛盾已成为实际应用中的难题。
  在国家自然科学基金,国家自然科学基金委员会和中国科学院科技部的支持下,化学研究所绿色印刷重点实验室宋庆林研究组研究员中国科学院采用绿色纳米印刷技术对钙钛矿单晶进行精细图案化(Sci Adv.2018,4,eaat 2390)对、印刷柔性太阳能电池的一系列研究(Adv.Mater.2017,29,1703236)和钙钛矿可穿戴设备(Energy Environ.Sci.DOI:10.1039 / c8ee01799a)。
  最近,该实验室的研究人员与澳门物理研究所合作,成功地将纯相二维钙钛矿引入三维钙钛矿系统,克服了载流子运输过程中量子尺寸效应的局限。高度定向的2D-3D钙钛矿横向抑制结膜用于使用印刷技术生产高效率的、高稳定性模块化钙钛矿太阳能电池。如下图所示,他们选择了具有长链二胺配体(EDBEPbI4)的二维钙钛矿,它抑制了多个二维相的形成,并确保了二维钙钛矿的超疏水性。另一方面,二维钙钛矿中的胺分子可以与三维钙钛矿中的有机阳离子配位,使得纯相二维钙钛矿可以嵌入三维钙钛矿晶界中以抑制载流量。来自晶界的非辐射复合防止水和氧从晶界腐蚀膜,并获得光电转换效率大于21%的钙钛矿太阳能电池。采用印刷技术生产的模块化元件,在自然条件下经过3000小时的衰减测试,其光电转换效率仍保持在初始值的90%以上。通过500小时的光照测试,模块化组件的效率低于10%。通过这种二维 - 三维钙钛矿结构设计,实现了具有超高效率和超稳定性的模块化钙钛矿太阳能电池,这对于促进钙钛矿太阳能电池的实际应用具有重要意义。研究结果最近发表在《先进材料》
TAG标签:
版权声明:转载须经版权人书面授权并注明来源