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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 154 毫秒
1.
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吸光层存在配方和工艺相对复杂的问题,导致电池器件性能难以提升,因此,本文采用正交实验的方法,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%。  相似文献   

2.
有机-无机杂化钙钛矿较低的缺陷形成能和表面的悬挂键会导致其薄膜中产生铅缺陷。这些深能级缺陷会直接引起载流子的非辐射复合,导致有机-无机杂化钙钛矿光伏器件的界面接触和载流子传输效率变差,最终降低了器件的综合性能。采用双硫腙作为钙钛矿薄膜表面的二次结晶诱导剂和铅缺陷钝化剂,通过对钙钛矿膜进行后处理的方法实现对钙钛矿薄膜的形貌调控和缺陷钝化。进一步的研究结果表明,双硫腙通过与铅离子配位的方式有效地钝化了铅缺陷,并诱导了表面钙钛矿晶体的二次结晶,改善了薄膜质量,进而提高了器件的综合性能。  相似文献   

3.
目前钙钛矿太阳能电池的认证效率已达25.2%,被认为是下一代最有希望的薄膜太阳能电池候选者。但通过溶液加工方法制备的钙钛矿薄膜不可控的形貌与较差的结晶性是制约器件稳定性提升和大面积生产的主要原因。为了有效解决这一难题,研究者们通常在电荷传输层与钙钛矿层之间进行界面修饰。本文从界面修饰的角度出发,总结了不同界面修饰策略在钙钛矿太阳能电池中的应用,并展望了界面修饰在低成本和大面积钙钛矿太阳能电池的应用前景。  相似文献   

4.
王伟国  白天  薛高飞  叶美丹 《电化学》2021,27(2):216-226
Spiro-OMeTAD是钙钛矿型太阳能电池中应用最广泛的空穴传输材料,它本身的空穴传输率很低,需要氧化之后才能满足高效率太阳能电池器件的要求。然而,Spiro-OMeTAD在空气中的氧化时间较长,同时空气中的水分会造成器件效率的下降以及器件质量不稳定等不良后果。基于此,我们通过一步法制备CsPbIBr2无机钙钛矿太阳能电池,并将旋涂了Spiro-OMeTAD层的器件放在纯氧气中氧化,避免因水分导致的钙钛矿层分解。实验结果表明,氧气氧化后的器件最高效率为7.19%,高于空气中氧化的器件达到的最高效率6.29%,并且氧气氧化可以将Spiro-OMeTAD的氧化时间从18小时缩短到5小时。我们采用一系列电化学表征方法探讨了不同氧化条件下电池器件的性能差异.结果显示,纯氧气氧化Spiro-OMeTAD可以有效减低载流子复合,提高电荷传输。此外,我们采集了多个样本统计分析,发现采用氧气氧化的器件平均效率更高,器件质量更稳定,具有更好的可重复性。这种快速稳定的氧化方法为钙钛矿型太阳能电池的商业化开发提供了有效的思路。  相似文献   

5.
钙钛矿太阳能电池(PSCs)成为近几年来迅速发展的新型太阳能电池,其中将SnO2纳米粒子层用作电子传输层(ETL)的钙钛矿太阳能电池器件得到了广泛的关注。SnO2有着更低的制备温度,使其具备应用于柔性器件的潜力,但与钙钛矿层能级不匹配等问题限制着其发展。而在界面处加入钝化层,尤其是表面卤化的方法或可解决这一问题。本文综合研究了SnO2表面卤化对钙钛矿太阳能电池光伏性能的影响,选用四丁基氯化铵(TBAC)、四丁基溴化铵(TBAB)和四丁基碘化铵(TBAI)三种钝化材料对SnO2表面进行钝化处理,并对钝化材料溶液进行了浓度梯度研究。通过材料形貌、结构和光学性能表征以及电池器件性能测试分析等方法,证明了SnO2表面卤化可提高钙钛矿层的质量和PSCs光伏性能,并从器件内部电荷传输动力学等角度解释了器件性能改善的原因。为进一步说明其性能改善的机理,采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法对材料表面性质进行了深入研究,从能量、结构、电荷密度、态密度、功函数等角度解释了表面卤化提高SnO2/钙钛矿界面处电子传输特性的原因。实验和理论计算均表明TBAC对于SnO2具有较好的钝化效果,并随着溶液浓度的提升钝化作用越明显。SnO2表面卤化作用的深入研究不仅对提高电池器件性能具有实际意义,还能够帮助理解太阳能电池界面现象,为界面改性提供新的研究思路。  相似文献   

6.
采用微波水热辅助电沉积法在ITO导电玻璃表面制备了形貌均匀具有纳米棒、纳米板状结构的Bi2S3薄膜。利用XRD、XPS、场发射扫描显微镜(FESEM)、TEM和UV-Vis-NearIR对薄膜的结构、形貌、光学性能进行了表征。结果显示微波水热辅助电沉积法制备的Bi2S3薄膜具有良好的结晶性能;随着微波水热温度的提高,所制备Bi2S3薄膜的结晶性能先增强后降低,合适的温度是130℃。与电沉积法制得薄膜相比,采用微波水热辅助电沉积法制得Bi2S3薄膜的禁带宽度由1.44eV增加到1.84eV。  相似文献   

7.
在平面型钙钛矿太阳能电池中常采用SnO2作为电子传输层材料,相应的SnO2薄膜常采用溶液旋涂法制备。但是由于前驱液中的纳米颗粒可能会发生部分团聚、基底和溶液难以完全避免灰尘等杂质颗粒混入,且最佳的SnO2电子传输层的厚度通常仅有约20 nm,所以这种方法制备的电子传输层难以保证严格致密和无纳米针孔。在本工作中,我们报道了一种电泳沉积制备致密SnO2薄膜的方法,并用其有效地提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和工况稳定性。通过电泳法,表面带负电荷的SnO2纳米颗粒在电场的作用下沉积到氧化铟锡(ITO)阳极表面,这种方法得到的薄膜比旋涂法制备的更为致密。将其应用于n-i-p结构的钙钛矿太阳能电池中,能够使得暗电流降低并抑制载流子的非辐射复合,从而提高电池的短路电流和开路电压,进而实现更高的光电转换效率(从18.17%提高到19.52%),且能消除迟滞效应。更重要的是,长期工况稳定性测试表明基于电泳-旋涂法制备的器件在1个太阳的光照下、最大功率点处连续工作960 h后,仍然能够保持71%的初始效率;然而基于旋涂法制备的器件在工作100 h后即降低到初始效率的70%。本工作提供了一种全新的SnO2电子传输层的制备方法,显著地提高了器件性能和工况稳定性,后续有望应用于制备大面积器件和电池模组。  相似文献   

8.
可见光响应Bi2WO6薄膜的制备与光电化学性能   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用非晶态配合物-提拉法在ITO导电玻璃基底上制备得到Bi2WO6薄膜. 采用FE-SEM、XRD、Raman、DRS、光电流响应谱、IPCE等手段, 研究了Bi2WO6薄膜的形貌、结构、光电性能以及薄膜结构与光电性能的关系. 结果表明, 450 ℃以上煅烧可以得到Bi2WO6结晶薄膜, 薄膜由沿(131)晶面趋向生长的Bi2WO6纳米颗粒组成, 颗粒的粒度随煅烧温度的升高而增大, 同时颗粒之间的间距也相应增大. ITO/Bi2WO6薄膜电极在可见光(λ>400 nm)照射下可以产生光电流, 光电流强度与光强度线性相关; 光电流强度和光电转换量子效率受Bi2WO6薄膜结构的影响, 通过控制薄膜的煅烧温度等制备条件, 可以提高薄膜光电极的光电转换量子效率.  相似文献   

9.
《电化学》2021,(2)
Spiro-OMeTAD是钙钛矿型太阳能电池中应用最广泛的空穴传输材料,它本身的空穴传输率很低,需要氧化之后才能满足高效率太阳能电池器件的要求。然而,Spiro-OMeTAD在空气中的氧化时间较长,同时空气中的水分会造成器件效率的下降以及器件质量不稳定等不良后果。基于此,我们通过一步法制备CsPbIBr_2无机钙钛矿太阳能电池,并将旋涂了Spiro-OMeTAD层的器件放在纯氧气中氧化,避免因水分导致的钙钛矿层分解。实验结果表明,氧气氧化后的器件最高效率为7.19%,高于空气中氧化的器件达到的最高效率6.29%,并且氧气氧化可以将Spiro-OMeTAD的氧化时间从18小时缩短到5小时。我们采用一系列电化学表征方法探讨了不同氧化条件下电池器件的性能差异.结果显示,纯氧气氧化Spiro-OMeTAD可以有效减低载流子复合,提高电荷传输。此外,我们采集了多个样本统计分析,发现采用氧气氧化的器件平均效率更高,器件质量更稳定,具有更好的可重复性。这种快速稳定的氧化方法为钙钛矿型太阳能电池的商业化开发提供了有效的思路。  相似文献   

10.
王智民  左霞  韩基新  刘静波  张艳熹 《化学学报》2003,61(11):1792-1796
为了使感湿性能很差的钛酸铅湿敏改性,选取Ti(O-n-Bu)_4,Pb(OAc)_2和Ca (OAc)_2为起始物,采用溶胶-旋涂法以及烧结晶化过程,在镀有Ag-Pd合金叉指电 极的α-Al_2O_3基片上制备了钾修饰的钙掺杂钛酸铅纳米湿敏薄膜(K~+-Ca_xPb_ (1-x)TiO_3,缩写为K-CPT)。在(20 ± 0.1) ℃常温下、相对湿度RH=8.0%~93.6 之间5个检测点上测试了K-CPT的阻-温特性,并与纯钛酸铅薄膜(PT)、钙掺杂钛 酸铅薄膜(CPT)以及锂修饰的钙掺杂钛酸铅薄膜(Li-CPT)进行了比较,对工艺进行 了正交实验和研究。结果表明:在x = 0.35,K~+含量为1%(K/Ti, mol/mol),以及 850 ℃/1h的烧结晶化成瓷条件下,所制得的陶瓷薄膜在RH=8.0%~93.6%的实测范 围内,灵敏度S=3.3*10~3,感湿响应时间τ=15s,湿滞 ≤ ±2%;而在RH=0%~ 100%的全湿范围内,总的电阻值降低值约为10~4 kΩ,即全湿范围内的灵敏度可达 四个数量级;S=10~4kΩ/100△RH(%)。通过XRD,SEM和TEM手段对薄膜的晶相结构 及显微结构进行了表征,薄膜为四方多晶,具有网状孔道和岛形晶界,晶粒呈极度 化定向排列的电畴结构,粒度为10nm,岛的平均面积为4μm*5μm。  相似文献   

11.
将廉价易得的两亲性季铵盐十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)加入到钙钛矿前驱体溶液中,通过调节添加量研究了CTMAB对钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的影响.结果表明,加入CTMAB后制备的钙钛矿薄膜更加致密均匀,表面缺陷更少,钙钛矿晶体结晶性得到显著提高,从而提高了电池的光电转换效率及电池稳定性;含有CTMAB的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)为18.03%,明显高于未添加CTMAB的电池效率(17.05%);含有CTMAB的电池稳定性有较大的提高,在一定湿度环境中保存40 d后效率仍达初始效率的95%,而未添加CTMAB的器件效率只有初始效率的70%.  相似文献   

12.
钙钛矿太阳能电池以其高效、低成本的特点备受关注。到目前为止,钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已经超过25%,显示出良好的应用前景。钙钛矿薄膜的结晶性能是决定器件性能的关键,因此,调控钙钛矿薄膜的生长过程至关重要。本工作中,我们发现通过简单调节前驱体溶剂,即调节二甲基亚砜:1, 4-丁内酯: N, N-二甲基甲酰胺(DMSO : GBL : DMF)的三种混合溶剂的比例,可实现钙钛矿薄膜中PbI2和PbI2(DMSO)含量的调节,从而调节电池的器件性能。此外,本工作系统研究了PbI2和PbI2(DMSO)的含量对器件性能的影响。结果表明,PbI2(DMSO)的形成会导致300–425 nm波长范围内电池的外量子效率(EQE)降低,从而导致器件性能下降。相反,通过在前驱体溶液中添加额外的碘化亚甲基铵(MAI),可以抑制PbI2和PbI2(DMSO)的形成。  相似文献   

13.
Thin‐film photovoltaics based on alkylammonium lead iodide perovskite light absorbers have recently emerged as a promising low‐cost solar energy harvesting technology. To date, the perovskite layer in these efficient solar cells has generally been fabricated by either vapor deposition or a two‐step sequential deposition process. We report that flat, uniform thin films of this material can be deposited by a one‐step, solvent‐induced, fast crystallization method involving spin‐coating of a DMF solution of CH3NH3PbI3 followed immediately by exposure to chlorobenzene to induce crystallization. Analysis of the devices and films revealed that the perovskite films consist of large crystalline grains with sizes up to microns. Planar heterojunction solar cells constructed with these solution‐processed thin films yielded an average power conversion efficiency of 13.9±0.7 % and a steady state efficiency of 13 % under standard AM 1.5 conditions.  相似文献   

14.
As an environmentally friendly perovskite material with low bandgap, Tin (Sn)‐based perovskite has drawn much attention. A simple and effective method for fabricating high‐quality Sn‐Pb binary perovskite film is highly desired. Here, with methylammonium chloride (MACl) post‐treatment to assist vertical recrystallization, we fabricated high quality FA0.75Cs0.25Pb0.5Sn0.5I3 perovskite film via one‐step processing method. This recrystallization method was first used in Sn‐based perovskite. The obtained film consists of vertically aligned grains with high crystallinity, which contributes to a power conversion efficiency (PCE) of 14.03% in corresponding perovskite solar cell (PVSC). The cells maintained 80% of their initial PCEs after being stored for 30 d in glove‐box. This simple, effective method provides an easy way to fabricate high performance Sn‐Pb binary PVSC.  相似文献   

15.
《中国化学快报》2020,31(9):2249-2253
In the past ten years, perovskite solar cells were rapidly developed, but the intrinsic unbalanced charge carrier diffusion lengths within perovskite materials were not fully addressed by either a planar heterojunction or meso-superstructured perovskite solar cells. In this study, we report bulk heterojunction perovskite solar cells, where perovskite materials CH3NH3PbI3 is blended with solution-processed n-type TiOx nanoparticles as the photoactive layer. Studies indicate that one-step solution-processed CH3NH3PbI3:TiOx bulk-heterojunction thin film possesses enhanced and balanced charge carrier mobilities, superior film morphology with enlarged crystal sizes, and suppressed trap-induced charge recombination. Thus, bulk heterojunction perovskite solar cells by CH3NH3PbI3 mixed with 5 wt% of TiOx, which is processed by one-step method rather than typical two-step method, show a short-circuit current density of 20.93 mA/cm2, an open-circuit voltage of 0.90 V, a fill factor of 80% and with a corresponding power conversion efficiency of 14.91%, which is more than 30% enhancement as compared with that of perovskite solar cells with a planar heterojunction device structure. Moreover, bulk heterojunction perovskite solar cells possess enhanced device stability. All these results demonstrate that perovskite solar cells with a bulk heterojunction device structure are one of apparent approaches to boost device performance.  相似文献   

16.
Despite the great progress of flexible perovskite solar cells (f-PSCs), it still faces several challenges during the homogeneous fabrication of high-quality perovskite thin films, and overcoming the insufficient exciton dissociation. To the ends, we rationally design the ferroelectric two-dimensional (2D) perovskite based on pyridine heterocyclic ring as the organic interlayer. We uncover that incorporation of the ferroelectric 2D material into 3D perovskite induces an increased built-in electric field (BEF), which enhances the exciton dissociation efficiency in the device. Moreover, the 2D seeds could assist the 3D crystallization by forming more homogeneous and highly-oriented perovskite crystals. As a result, an impressive power conversion efficiency (PCE) over 23 % has been achieved by the f-PSCs with outstanding ambient stability. Moreover, the piezo/ferroelectric 2D perovskite intrigues a decreased hole transport barriers at the ITO/perovskite interface under tensile stress, which opens new possibilities for developing highly-efficient f-PSCs.  相似文献   

17.
Biomimetic mineralization is a powerful approach for the synthesis of advanced composite materials with hierarchical organization and controlled structure. Herein, chitosan was introduced into a perovskite precursor solution as a biopolymer additive to control the crystallization and to improve the morphology and film‐forming properties of a perovskite film by way of biomineralization. The biopolymer additive was able to control the size and morphology of the perovskite crystals and helped to form smooth films. The mechanism of chitosan‐mediated nucleation and growth of the perovskite crystals was explored. As a possible application, the chitosan–perovskite composite film was introduced into a planar heterojunction solar cell and increased power conversion efficiency relative to that observed for the pristine perovskite film was achieved. The biomimetic mineralization method proposed in this study provides an alternative way of preparing perovskite crystals with well‐controlled morphology and properties and extends the applications of perovskite crystals in photoelectronic fields, including planar‐heterojunction solar cells.  相似文献   

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