基于WOx/PEDOT:PSS复合空穴传输层的高效稳定平面异质结钙钛矿太阳电池

在基于钙钛矿/富勒烯平面异质结的钙钛矿太阳电池中,PEDOT:PSS是最常使用的空穴传输材料. 但PEDOT:PSS呈酸性,会腐蚀金属氧化物透明电极,使器件的电极界面稳定性欠佳. 本文将高功函的氧化钨（WO_x）插入到PEDOT:PSS和FTO之间,形成WO_x/PEDOT:PSS复合空穴传输层,这样既可以避免PEDOT:PSS与FTO直接接触,提高器件的稳定性,又可以进一步降低电极界面的接触势垒,从而提升器件的性能. 作者研究了复合传输层对透光率、钙钛矿形貌、钙钛矿结晶、光伏性能及器件稳定性的影响. 基于WO_x/PEDOT:PSS复合空穴传输层的电池效率可以达到12.96%,比单纯的PEDOT:PSS的电池效率(10.56%)提升了22.7%,同时器件的稳定性也得到大幅改善.     

有机氧化还原液流电池的研究进展

氧化还原液流电池（简称液流电池）是一种正在积极研制开发的新型大容量电化学储能装置,其活性物质是流动的电解质溶液,最显著的特点是规模化蓄电. 在广泛利用可再生能源的呼声高涨形势下,可以预见液流电池将迎来一个快速发展的时期. 氧化还原活性物质是液流电池能源转化的载体,也是液流电池中最核心的部分.传统液流电池利用无机材料作为活性物质,然而,无机材料成本高、毒性、资源有限、形成枝晶和电化学活性低等缺点限制了液流电池的大规模应用. 有机活性物质由于具有成本低、“绿色”、资源丰富、分子能级易于调节和电化学反应快等优点,引起了国内外的广泛关注. 近年来,有机液流电池的性能得到快速提升,一系列有机活性物质相继被开发出来. 本文梳理了近年来有机液流电池的研究进展. 首先简要介绍了液流电池的应用领域和技术特点;然后根据电解液种类的不同,详细讨论了有机活性物质在水系和非水系液流电池的应用情况;最后展望了有机液流电池走向实际应用所面临的挑战和潜在研究方向.     

胶体量子点电致发光器件的研究进展

胶体量子点因其性质稳定、可溶液加工、发光颜色易于调节、色彩饱和度高等优点在固体照明、平板显示、红外通讯等领域引起人们高度关注.本文详细介绍了最近胶体量子点电致发光领域取得的重要进展,包括基于 II-VI 族(CdSe、CdTe、PbS、PbSe),III-V 族(InAs、InP),和 I-III-VI 族(CuInS、CuInSe)的量子点电致发光二极管.     

平面异质结有机-无机杂化钙钛矿太阳电池研究进展

高效低成本太阳电池的研发是太阳能光伏技术大规模推广应用的关键. 近年来兴起的有机- 无机杂化钙钛矿(以下简称钙钛矿)太阳电池因具有光电能量转换效率高、制备工艺简单等优点, 引起了学术界和产业界的广泛关注, 具有广阔的发展前景. 其中平面异质结钙钛矿太阳电池因具有结构简单, 可低温制备等诸多优点, 成为目前研究的一个重要方向. 平面异质结钙钛矿太阳电池分为n-i-p型和p-i-n型两种结构. 其中钙钛矿分别与电子传输层和空穴传输层形成两个界面, 在这两个界面上实现电子和空穴的快速分离. 电子传输层和空穴传输层分别为电子和空穴提供了独立的输运通道. 平面异质结结构有利于钙钛矿太阳电池中电子和空穴的分离、传输和收集. 此外, 该结构不需要高温烧结的多孔结构氧化物骨架, 扩大了电子和空穴传输材料的选择范围. 可以根据钙钛矿材料的能带分布及载流子传输特性, 来选择能级和载流子传输速率更为匹配的传输材料. 本文对钙钛矿的材料特性, 平面异质结结构的由来及发展进行了简要的概述. 其中重点介绍了平面异质结钙钛矿太阳电池的结构特征、工作机理、钙钛矿/电荷传输层的界面特性, 以及电池性能的优化, 包括钙钛矿薄膜制备、空穴和电子传输层的优化等. 最后对钙钛矿电池的发展前景及存在问题进行了阐述, 为今后高效、稳定钙钛矿太阳电池的研究提供参考.     

基于碳量子点的光电器件应用新进展

碳量子点(CQDs)作为一种新型荧光碳纳米材料,由于其较高的电子迁移率、较长的热电子寿命、极快的电子取出速度,可调的带隙宽度、较强的稳态荧光等独特的光电性质和可溶液加工、成本低廉的特点,使得CQDs在光电器件领域具有广阔的应用前景,近年来受到人们的广泛关注,重要的研究成果不断涌现。本文首先简要介绍了CQDs的合成方法、化学结构及其光电性质,然后总结了CQDs在发光二极管(LEDs)、太阳能电池(SCs)和光电探测器(PDs)等光电器件领域的研究进展,最后对CQDs的发展方向进行了展望。     

非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料研究进展

铅基卤化物钙钛矿发光材料因具有荧光量子产率高、发射光谱窄、发射波长可调等优异性能优势而备受关注。但金属铅的毒性和钙钛矿的稳定性是其未来在显示与照明领域实际应用中需要解决的问题。因此,探索与铅基卤化物钙钛矿光电性质相当、但更绿色环保的非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料是势在必行的趋势。近年来,非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料的研究取得了显著进展。本文总结了非铅金属卤化物类钙钛矿材料的晶体结构、制备方法和发光机理。归纳了影响非铅金属卤化物类钙钛矿光电性能的因素,并列举了在光致和电致发光器件领域的应用。最后,就如何进一步提升非铅金属卤化物钙钛矿发光材料的性能做了总结和展望。     

金属配合物在有机太阳电池中的应用进展

有机太阳电池因具有质量轻、色彩丰富及可制备柔性大面积器件等优势而备受关注.开发高性能的活性层给、受体材料及界面层材料是提升有机太阳电池光电性能的关键.金属配合物兼具金属配位的自组装有序性和有机分子的结构多样性,且具有较高的三线态激子密度和较长的激子寿命,是一类重要的光电功能材料.随着对不同金属配合物光电性质的不断研究,越来越多的金属配合物光电材料被应用于有机太阳电池中,并获得了较高的器件光电性能.本文综述了基于铂、锌、铱、钌、锆等金属的配合物在有机太阳电池活性层、界面层及添加剂中的应用,并对其结构-性能关系进行了深入分析,最后对这类材料面临的挑战与机遇进行了展望,以便为高性能金属配合物材料的设计及其在有机太阳电池中的应用提供参考与启发.     

基于截面重构的液流电池内部多组分输运强化

有机液流电池以其低廉的价格和优异的电化学性能受到广泛关注。本文以醌-铁有机液流电池体系为研究对象，建立了多孔电极内部多组分输运模型，并搭建实验台验证了其可靠性。基于传统的蛇形流道，本文研究了流道截面形状对多孔电极内部多组分输运过程和电池性能的影响机理。结果表明，与传统矩形截面流道相比，在相同操作条件下半圆形的截面流道消耗更低的充电电压并且具有更高的放电电压。相较传统矩形截面流道，具有半圆形截面流道的电极均匀性因子最多提高了7.4%。且在电极四分之三切面处，半圆形截面流道电极的反应物浓度比传统电极高10.8%，大幅增强了活性离子的输运。半圆形的流道截面的提出，有利于基于有机液流电池大规模储能技术的发展。