• <strike id="aocae"></strike>
    <ul id="aocae"></ul>
  • <ul id="aocae"></ul>
    <strike id="aocae"></strike>
  • 當前位置: 首頁 > 砥礪奮進 > 正文

    砥礪奮進

    砥礪奮進

    中國科大在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重要進展

    日期:2024-08-19點擊:

    近日,中國科學技術(shù)大學楊上峰教授團隊在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得重要進展,傳統(tǒng)(n-i-p)結(jié)構(gòu)的單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池實現(xiàn)了26.1%的光電轉(zhuǎn)換效率(第三方機構(gòu)認證效率為25.8%),為目前n-i-p結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池中最高效率之一。相關(guān)研究成果以“Bifunctional ligand-induced preferred crystal orientation enables highly efficient perovskite solar cells”為題發(fā)表于國際著名學術(shù)期刊《焦耳》(Joule)(Joule2024, 10.1016/j.joule.2024.07.009)。

    鈣鈦礦太陽能電池是以有機-無機雜化鈣鈦礦材料作為吸光層的第三代太陽能電池,具有高效、低成本和可溶液加工等特點,受到了科研機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。鈣鈦礦的結(jié)晶取向已被證明是決定鈣鈦礦太陽能電池器件效率的關(guān)鍵因素之一。根據(jù)文獻中的報道,鈣鈦礦的不同晶面具有不同的化學、物理和光電特性,不同晶面產(chǎn)生的光電流大小為(100)>(111)>(110),而且(100)和(111)晶面比(110)晶面表現(xiàn)出更高的載流子遷移率,這是由于(100)和(111)晶面具有較高的介電常數(shù),導致激子結(jié)合能較低,有利于自由載流子的產(chǎn)生。另一方面,影響n-i-p結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池器件性能的另一個關(guān)鍵因素為鈣鈦礦/氧化錫層的埋底界面,該界面存在的缺陷會造成額外的非輻射復合損失,從而降低光電轉(zhuǎn)換效率。在以往的研究中,同時實現(xiàn)擇優(yōu)結(jié)晶取向和良好埋底界面的策略主要依賴于引入額外的界面鈍化層,但這增加了器件制備的復雜程度。由此帶來的科學問題是:在不引入額外的界面鈍化層的前提下,是否有更為簡便的方法同時實現(xiàn)擇優(yōu)結(jié)晶取向和良好埋底界面?

    針對上述問題,研究團隊發(fā)展了一種簡便有效的方法,通過在鈣鈦礦前驅(qū)體溶液中添加雙功能配體2-(甲基硫代)鹽酸乙胺(簡稱為METEAM),不僅誘導(100)取向的鈣鈦礦薄膜結(jié)晶生長,同時改善了鈣鈦礦/氧化錫層的埋底界面。METEAM分子通過與鈣鈦礦晶格的強相互作用,優(yōu)先吸附在鈣鈦礦的(100)晶面上,從而降低了(100)晶面的形成能,獲得了(100)擇優(yōu)晶面取向的鈣鈦礦薄膜。同時,METEAM分子可以自發(fā)地聚集在鈣鈦礦/氧化錫層的埋底界面,作為鈣鈦礦和氧化錫電子傳遞層之間的橋梁,從而雙向鈍化鈣鈦礦和氧化錫層的缺陷。值得一提的是,此前文獻中的報道的大部分添加劑僅具有單一功能(如調(diào)控鈣鈦礦晶體的成核和生長),而METEAM添加劑的雙功能來自于其“頭部”的胺陽離子(-NH3+)和“尾部”的硫甲基(-SCH3),分別與鈣鈦礦中的鉛離子和氧化錫中的錫離子發(fā)生配位作用。實驗結(jié)果表明,經(jīng)過METEAM處理后,鈣鈦礦薄膜表現(xiàn)出更低的陷阱態(tài)密度、更長的載流子壽命和更高的載流子遷移率,相應(yīng)的單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池器件的光電轉(zhuǎn)換效率高達26.1%,第三方機構(gòu)認證效率也高達25.8%(該認證效率早在2022年1月即獲得,為同期世界記錄值)。同時,由于鈣鈦礦薄膜的陷阱態(tài)密度降低,器件的光照穩(wěn)定性也得到了顯著的提升。該策略為提高鈣鈦礦太陽能電池的綜合性能提供了新的思路。

    圖注:(a) METEM分子通過與鈣鈦礦層和氧化錫層同時作用,誘導鈣鈦礦沿(100)晶面擇優(yōu)取向生長示意圖。(b)METEAM摻雜前(control)、后(target)的鈣鈦礦薄膜(100)和(111)晶面強度比值。(c)METEAM摻雜前后鈣鈦礦太陽能電池J-V曲線。

    該論文的共同第一作者為中國科學技術(shù)大學已畢業(yè)博士李行成和博士研究生高爽,通訊作者為中國科學技術(shù)大學楊上峰教授、香港城市大學朱宗龍教授和深圳技術(shù)大學肖爽副教授。該項研究得到了國家自然科學基金委、中國科學院先導專項和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費等基金資助。

    附文章鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435124003386

    (化學與材料科學學院、精準智能化學重點實驗室、能源材料化學協(xié)同創(chuàng)新中心、科研部)

    版權(quán)所有 ?中國科學技術(shù)大學黨委宣傳部 地址:安徽省合肥市金寨路 96 號,郵政編碼:230026

    皖I(lǐng)CP備05002528號 皖公網(wǎng)安備34011102001530號


    主站蜘蛛池模板: 国产精品久久久久乳精品爆| 精品国产午夜福利在线观看 | 国产av无码专区亚洲国产精品| 最新国产成人精品2024| 91自慰精品亚洲| 国产suv精品一区二区33| 久久国产美女免费观看精品| 日本一区精品久久久久影院 | 久久精品国产亚洲av高清漫画| 精品久久久久久无码人妻热| 一本一道久久精品综合| 亚洲精品成人网站在线观看| 久久精品无码一区二区app| 亚洲国产精品久久久久网站| 精品免费久久久久久久| 亚洲AV永久无码精品网站在线观看| 亚洲精品一二区| 国产精品18久久久久久vr| 精品三级AV无码一区| 日韩一区精品视频一区二区| 精品人妻少妇一区二区三区在线 | 国产成人精品天堂| 亚洲av永久无码精品漫画 | 国产成人精品优优av| 亚洲精品少妇30p| 精品无码久久久久久久久久| 99久久国产综合精品五月天喷水 | 精品国产VA久久久久久久冰| 亚洲日韩精品一区二区三区| 亚洲精品欧美精品日韩精品| 欧美精品亚洲日韩aⅴ| 精品亚洲一区二区三区在线播放 | 国产一在线精品一区在线观看| 国产69精品久久久久99尤物| 国产精品日韩AV在线播放| 亚洲国产一成人久久精品| 亚洲国产精品一区二区九九| 亚洲国产精品成人久久蜜臀 | 久久亚洲国产欧洲精品一| 人妻少妇精品中文字幕AV | 国产91精品在线观看|