《光辅助两步法制备高效钙钛矿太阳能电池》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2020-12-21
  • 实现高性能钙钛矿太阳能电池(PSC)的最有效方法之一是采用添加剂作为结晶剂或钝化缺陷。三碘化物离子是一种有效的添加剂,可改善钙钛矿薄膜的结晶度,晶粒尺寸和形貌。但是,这种三碘离子的产生和控制具有挑战性。

    韩国化学技术研究所Seong Sik Shin和成均馆大学Hyun Suk Jung等人开发了一种有效的方法,该方法使用光辅助工艺在前体溶液中生产三碘离子,并将其应用于PSC。

    结果表明,当碘化甲脒(FAI)溶解的异丙醇(IPA)溶液暴露于LED光线下时,三碘化物离子可以快速合成。特别是,光辅助FAI-IPA解决方案有助于形成具有高结晶度,大晶粒尺寸和低陷阱密度的钙钛矿薄膜,从而将器件性能提高了22%。

    这项研究表明,在FAI溶解的IPA溶液中进行光辅助工艺可以成为制造高效PSC的替代策略,同时大大减少了加工时间。

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    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2019-04-01
    • 黄维院士团队的陈永华教授课题组报道了一种新颖的室温熔融盐溶剂(醋酸甲胺)空气中一步法制备钙钛矿薄膜并获得了高效稳定的钙钛矿太阳能电池的方法,相关成果以题为Room-Temperature Molten Salt for Facile Fabrication of Efficient and Stable Perovskite Solar Cells in Ambient Air发表在国际著名期刊Cell的姊妹期刊Chem上。工作的亮点如下: 1. 醋酸甲胺溶剂具有无毒、可忽略的蒸汽压、性质稳定等特点。 2. 大气中制备钙钛矿薄膜,不受空气中温度和湿度影响。薄膜在30%-80%的相对湿度下,表现出极好的重复性,相应的器件效率几乎没有变化。 3. 一步法无需反溶剂,简单易操作。目前所有高效的器件均采用反溶剂方法,反溶剂法要求极高的操作水平,而且同一实验,每一批次、不同课题组、不同实验人员的差别非常大,可操作性低。 4. 适用于多种钙钛矿体系及不同器件结构。PbI2+MAI,PbI2+MACl,PbI2+MABr,PbBr2+MAI等体系的钙钛矿;除了正置结构,也制备了倒置结构的电池,性能表现优异,是一种普适性的溶剂和试验方法。 5. 效率高,薄膜和器件稳定性好。MAPbI3体系下获得了超过20%的效率,薄膜在空气中、湿度在60%以上的环境中放置3000多小时没有任何变化。器件在暗态和光照下经过1000小时衰减很小,表现出极好的稳定性。 此项工作对于钙钛矿光伏器件在空气中大批量生产具有里程碑意义。
  • 《新型钙钛矿太阳能电池:转换率18.1%》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-10-30
    • 钙钛矿太阳能电池在近日又获得了新的研究进展。南京工业大学海外人才缓冲基地(先进材料研究院)黄维院士、王建浦教授团队利用3溴苯甲胺制备了高结晶性、低缺陷的准二维钙钛矿薄膜。 据了解,该薄膜上层是高度取向生长的三维钙钛矿组分,其较小的带隙和低的激子束缚能可实现低能太阳光子利用和高效电荷分离。薄膜底部是竖直生长的宽带隙钙钛矿组分,有利于实现高效的电荷传输。基于这种独特结构的钙钛矿薄膜,实现了功率转换效率达18.2%的准二维钙钛矿太阳电池。未封装器件在40%相对湿度的大气环境下老化2400小时,效率仍保持初始值的82%。 更重要的是,将未封装器件浸入水中60秒,其参数几乎没有变化,展现出优异的水稳定性。此外,该器件也能作为发光二极管很好的工作,外量子效率可达3.85%。在大气环境下,未封装器件在200 mA cm-2大电流密度下寿命达96小时,刷新了钙钛矿发光二极管稳定性的世界纪录。 该研究表明,基于3溴苯甲胺的准二维钙钛矿材料有望实现高效稳定的钙钛矿光电器件,而精确调控钙钛矿薄膜生长是实现这一目标的关键因素之一。 本文封面图来源于图虫创意 .