作者:郝亚男; 张文修; 刘海旭; 于威; 路万兵 期刊:《物理通报》 2020年第02期
反溶剂辅助结晶(ASAC)的方法已经广泛应用于制备钙钛矿太阳电池(PSC),常用的反溶剂氯苯(CB)、甲苯(TL)等溶剂具有高毒性,会损害人体健康并且对环境有严重危害,业界急需寻求一种低毒、环境友好型的试剂替代CB等高毒性试剂作为反溶剂.碳酸二乙酯(DEC)具有和CB类似的溶剂特性.采用DEC制备的倒置平面钙钛矿太阳能电池(PSCs),其功率转换效率(PCE)达13.8%,优于氯苯基PSCs的13.1%.与CB相比,DEC制备的钙钛矿薄膜质量更高,载流子复合率更低,...
作者:谢祥生; 孟浩; 张敏 期刊:《高技术通讯》 2019年第10期
钙钛矿太阳电池(PSC)作为一种新兴的太阳能技术受到了广泛关注。本文以SCIE数据库为基础,利用科学计量法从时间序列、高被引论文、区域分布、研究机构、主要作者、研究热点等方面对2009-2018年的PSC领域文献进行了系统分析。研究结果表明:近年来PSC文献快速增长;文献产出位列前3的国家是中国、美国和韩国,论文影响力排名前3的国家是美国、英国和瑞士;最有影响的科研机构是瑞士的洛桑联邦理工学院和英国的牛津大学;最有影响力的作者...
作者:王旭辉; 张思远; 何凤琴; 卢刚; 张治; 钱俊 期刊:《太阳能》 2018年第09期
介绍了钙钛矿太阳电池的标准结构及各主要组成部分的作用,并对钙钛矿太阳电池的工作原理和研究进展进行了说明,最后展望了钙钛矿太阳电池的未来发展方向。
作者:张勇; 陈凤翔; 许伟康; 杨永勇; 王嘉绮 期刊:《电源技术》 2018年第10期
主要研究了FTO玻璃清洗工艺对无空穴传输层的碳电极钙钛矿太阳电池的光电性能影响,对比分析了常规清洗和引入三氯乙烯清洗的不同效果。实验结果表明:三氯乙烯的清洗将有助于制备更平整的TiO2致密层,且后期制作的钙钛矿层覆盖率更高。相比未采用三氯乙烯清洗的样品,采用三氯乙烯清洗后制备的钙钛矿太阳电池短路电流密度有明显提高,且电池的工艺重复性明显提升。但缺少空穴传输层会极大影响钙钛矿太阳电池的转换效率,若能在廉价空穴...
作者:周浩; 罗玉峰; 李鸣; 肖宗湖; 徐顺建 期刊:《电源技术》 2017年第12期
采用NiO薄膜作为空穴传输层,PCBM作为电子传输层,制备了电池结构为ITO/NiO/CH3NH3PbI3/PCBM/Ag的钙钛矿太阳电池。研究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量对NiO薄膜的结构、形貌、光学性能的影响,进而考察了其对NiO基钙钛矿太阳电池性能的影响。研究表明:添加PVP一方面会导致NiO薄膜的形貌起伏,另一方面会使薄膜的透光率下降,这两个因素分别对电池性能起到正反两方面的作用。比较而言,NiO薄膜结构起伏可以有效增加钙钛矿薄膜的覆盖率和成膜...
作者:龚文文; 侯延冰 期刊:《半导体光电》 2019年第04期
采用一步法制作了基于n-i-p结构的钙钛矿太阳电池。为了提高钙钛矿活性层以及TiO2与钙钛矿活性层接触面的质量,用MAI、MABr和PbI2溶液对TiO2层进行预处理,研究了预处理对电池性能的影响。结果显示对TiO2进行预处理能够改善钙钛矿活性层薄膜的质量并提升钙钛矿太阳电池的性能。通过溶液预处理,太阳电池的能量转换效率和器件稳定性有显著提高,同时滞后效应明显减弱。
作者:李晓茵; 周传聪; 王英华; 丁菲菲; 周华伟; 张宪玺 期刊:《化学进展》 2019年第06期
钙钛矿太阳电池以其优异的光吸收特性、载流子传输能力以及简单的制备工艺,成为太阳电池领域研究的热点。高效、无污染、低成本一直是太阳电池领域追求的目标。然而,传统钙钛矿太阳电池由于其光吸收材料中含重金属元素铅,对环境有较大影响,从而限制了此类钙钛矿太阳电池的进一步商业化应用。基于此,科学家们都在致力于寻找新的无铅钙钛矿材料。在众多无铅钙钛矿材料中,锡基钙钛矿材料由于其相对较小的毒性、合适的带隙以及相应器件...
作者:蒋树刚; 魏岳; 刘海旭; 路万兵; 于威 期刊:《发光学报》 2018年第12期
柔性太阳电池具有重量轻、可卷对卷连续生产、可卷曲、不易破碎、便于携带和可穿戴等特点,可在多种领域为人们提供电力,具有非常广泛的应用前景。近年来,在基于刚性衬底的有机/无机杂化钙钛矿太阳电池(PSC)展示了出色的功率转换效率之后,柔性PSC研究也受到了人们的广泛关注。目前,柔性PSC的转换效率已经达到了18.1%。本文介绍了近年来柔性PSC领域的相关研究工作,综述了已应用于柔性PSC的柔性基底、透明电极和界面传输层等...
作者:郑建强; 陈涛; 倪斌; 范炜盛; 程国庆; 王玉琦 期刊:《半导体光电》 2018年第05期
钙钛矿薄膜的晶粒尺寸对器件性能影响很大。采用湿润性不同的空穴传输层以及不同浓度的CH3NH3I(MAI)溶液,使用热退火和溶剂气氛退火的方法制备出CH3NH3PbI3薄膜及相应电池。测量了不同制备条件的钙钛矿薄膜的X射线衍射、扫描电子显微镜、光致发光谱,以及器件的电流密度-电压曲线。结果表明,溶剂气氛退火可以有效地增大薄膜的晶粒尺寸,提高器件的电流密度;较高浓度的MAI能将PbI2完全转化为CH3NH3PbI3,增大晶粒尺寸;不湿润的功函数...
作者:张鑫亮; 马忠权; 刘正新 期刊:《太阳能学报》 2018年第06期
在钙钛矿太阳电池的制作过程中,通过改善旋涂方法和条件,可大大提高钙钛矿吸收层的结晶性以及太阳电池的光电转换性能。与常规的一次性旋涂方法相比,采用连续二次旋涂方法制作的钙钛矿薄膜更加致密,结晶性明显提高。旋涂时前驱液和衬底的温度会影响钙钛矿层的晶体结构,温度为60℃时,钙钛矿的平均晶粒尺寸约为500 nm,且晶粒之间致密排列,导致光学带隙增加。采用连续二次旋涂方法,在加热温度为60℃时制作的钙钛矿太阳电池的光电转换...
作者:刘桂林; 张忠扬; 席曦; 东为富; 陈国庆; 朱华新 期刊:《人工晶体学报》 2019年第07期
有机金属钙钛矿太阳电池已经吸引了科研界广泛的研究热情,然而,钙钛矿太阳电池的发展仍需要持续的研究,这其中,活性层最优厚度的优化仍依赖大量的实验研究,这种方式耗费巨大的财力、物力及人员时间和精力,而对于活性层厚度优化与光电子产率之间的关系仍缺乏相应的理论研究。本文提出了一种有效载流子产率的概念,并利用光学传输矩阵方程,对其进行厚度的优化拟合。通过计算发现,当光子流密度处于AM1.5G条件下时,各功能层的厚度均对钙...
作者:郭升; 侯福华; 李跃龙; 魏长春; 赵颖; 张晓丹 期刊:《人工晶体学报》 2018年第06期
电子传输层是钙钛矿太阳电池的重要组成部分。采用原子层沉积的方法制备二氧化钛薄膜,并将其作为电子传输层制备了平面钙钛矿太阳电池。系统研究了二氧化钛薄膜厚度和退火温度对钙钛矿太阳电池性能的影响。研究结果表明,TiO2的沉积速率约为0.41/cycle,13 nm左右的二氧化钛薄膜能够获得较好的电池性能;后期退火改善了TiO2薄膜的光学和电学性能,但是退火产生的微小裂纹限制了电池的性能,因此,选择90℃退火条件下制备的二氧化钛。最...
作者:范琳; 王鹏飞; 杨景海; 王奉友; 杨梅芳; 张玉红; 庞振宇; 孙岩森 期刊:《吉林师范大学学报·自然科学版》 2019年第01期
钙钛矿薄膜较大的晶粒尺寸、均匀的表面形貌以及较少的缺陷态是获得高效钙钛矿太阳电池的关键因素.采用PCBM修饰致密TiO2电子传输层(ETL)表面,利用PCBM自身柔韧性促进形成疏松、多孔的Pb基前驱体薄膜,该结构有利于后续MAI溶液的充分渗透并为前驱体反应形成钙钛矿所必经的应力释放和晶体膨胀过程提供充分空间,从而获得高质量的大晶粒钙钛矿光吸收层.另外,将PbCl2引入Pb基前驱体中可优化得到多孔骨架结构的PbICl前驱体薄膜,且钙钛矿...
作者:刘鹤鸣; 吴元龙; 牟俊朋; 连旭; 郝运; 宋健 期刊:《微纳电子技术》 2018年第08期
有机-无机杂化钙钛矿太阳电池(PSC)因其效率高、成本低及制备工艺简单等优点而得到广泛的关注。采用无机材料替代有机空穴传输材料可以进一步降低电池成本,拓宽钙钛矿太阳电池空穴传输材料的选择范围。采用水热合成法制备了NiO/石墨烯复合材料前驱体,经过高温处理,得到NiO/石墨烯复合材料,并将其应用于钙钛矿太阳电池空穴传输层。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析仪-差式扫描量热仪(TGA-DSC)等手段表...
作者:徐顺建; 肖宗湖; 罗晓瑞; 钟炜; 罗永平; 欧惠 期刊: 2018年第06期
聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)–聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)是平面结构钙钛矿太阳电池中空穴传输层的典型材料,为了改善其导电性能以及促进后续钙钛矿层的生长,本文将碳纳米管(CNTs)和二甲基亚砜(DMSO)同时引入PEDOT:PSS进行共修饰。结果表明:CNTs和DMSO在CNT-DMSO-PEDOT:PSS共修饰膜中展现了优异的协同效应。均匀贯穿于基体且几近网格状的CNTs具有促进后续钙钛矿层生长及降低共修饰膜方块电阻的功能;DMSO扮演着加强共修饰...
作者:李少华; 李海涛; 江亚晓; 涂丽敏; 李文标; 潘玲; 杨仕娥; 陈永生 期刊:《物理学报》 2018年第15期
基于有机-无机杂化钙钛矿材料的太阳电池具有能量转换效率高和制备工艺简单等优点,引起了学术界的高度关注.其中平面异质结结构太阳电池具有结构简单,可与其他类型电池相兼容以构筑叠层电池设计,以及可低温制备等诸多优点,成为当前的一个重要研究方向.然而,电池性能的优劣与钙钛矿薄膜质量的高低有着直接的联系.本文对钙钛矿材料的特性、一步溶液法制备薄膜的成核-生长机理、电池结构的演变等进行了概述,其中重点介绍了高质量钙钛...
作者:段滨; 黄阳; 朱俊; 戴松元 期刊:《太阳能学报》 2018年第01期
以HBr作为添加剂,通过传统一步法能够获得均匀致密的钙钛矿薄膜。HBr的加入既可提高无机部分Pb I2分子在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的溶解度,又能与前驱体分子和溶剂分子络合而形成中间相避免前驱体分子快速反应生成钙钛矿,所以能获得高质量的均匀致密的薄膜。以瞬态吸收测试研究钙钛矿薄膜内部的电荷转移的动力学过程,并对此给出理论解释。使用HBr作为添加剂制作的钙钛矿太阳电池的短路电流(Isc)、开路电压(Voc)和填充因子(F...
作者:李海涛; 江亚晓; 涂丽敏; 李少华; 潘玲; 李文标; 杨仕娥; 陈永生 期刊:《物理学报》 2018年第05期
近年来,钙钛矿太阳电池(PSCs)得到了迅猛发展,而无机空穴传输材料(IHTMs)的使用可进一步降低电池的成本,提高电池的稳定性.本文通过电子束蒸发制备了Cu2O薄膜,研究了空气中退火温度及时间对薄膜组成、结构及光电性能的影响,并构筑了p-i-n反型平面异质结钙钛矿太阳电池.研究发现:由于热解作用,直接通过电子束蒸发制备的薄膜为Cu2O和Cu的混合物;而在空气中经过退火后,由于氧化作用,随着退火温度的升高,薄膜的组分由混合物转变为...
作者:戎小莹; 金慧娇; 张天; 郭丹; 赵昆越; 田汉民 期刊:《材料导报》 2017年第13期
钙钛矿太阳电池近年来发展迅速,其电池最高转换效率已突破22%,有望成为改变现有光伏产业格局的重要新型太阳电池。理论分析钙钛矿太阳电池内部机理是进一步提高电池性能的重要基础。主要介绍了现阶段研究者对钙钛矿太阳电池的不同结构、不同功能层之间的电学参数、最优尺寸等方面的最新理论研究进展。同时针对电池的稳定性,介绍了目前各研究者对新型空穴传输层材料的探索。还对钙钛矿吸光层的电学性质做了理论分析,为进一步提高电...
作者:杨永勇; 汪礼胜; 许伟康; 张勇; 王嘉绮; 陈凤翔 期刊:《人工晶体学报》 2017年第05期
采用AFORS-HET软件对Cs Ge I3空穴传输层(Hole Transport Material,HTM)平面异质结钙钛矿太阳电池进行了模拟,Ti O2作为电子传输层,CH3NH3Pb I3作为光吸收层,C作为背电极,分别讨论了钙钛矿光吸收层厚度、缺陷浓度,光吸收层/HTM界面态密度和HTM对太阳电池性能参数的影响。模拟优化得到Cs Ge I3HTM的PSCs最佳性能参数为:Voc=1.199 V,Jsc=22.2 m A·cm-2,FF=86.22%,PCE=22.95%,效率虽略低于spiro作为HTM的器件,但考虑生产工艺和制备...