研究目的
通过在钙钛矿晶粒生长过程中进行精确的应力控制,平衡有机-无机杂化光伏器件的高效率与低稳定性问题,从而获得高质量的全溴CsPbBr3卤化物薄膜。
研究成果
研究表明,通过优化PbBr2结晶温度对CsPbBr3钙钛矿薄膜进行精确应力控制,可显著提升全无机钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。最佳器件实现了10.71%的光电转换效率(PCE)和1.622 V的超高空穴电压(Voc),并在高湿度条件下展现出卓越的稳定性。
研究不足
该研究受限于精确控制结晶温度的技术难题以及CsPbBr3薄膜在较高温度下可能形成针孔的问题。其应用目前仅限于未封装的实验室规模太阳能电池。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过多步溶液旋涂法制备全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池,重点通过控制PbBr2薄膜的结晶温度来优化CsPbBr3钙钛矿薄膜的形貌。
2:样本选择与数据来源:
样本包含不同结晶温度下制备的PbBr2和CsPbBr3薄膜,数据来源包括扫描电镜图像、X射线衍射图谱、紫外-可见吸收光谱及光伏性能测试数据。
3:实验设备与材料清单:
设备包括场发射扫描电子显微镜(SEM,S4800和SU8020,日立)、X射线衍射仪(布鲁克D8 ADVANCE)、分光光度计(美谱达UV-3200)、荧光光谱仪(FluoroMax-4)及太阳光模拟器(Newport,Oriel Class A,91195A)。材料包含PbBr2、CsBr、SnO2量子点及N-CQDs。
4:0)、荧光光谱仪(FluoroMax-4)及太阳光模拟器(Newport,Oriel Class A,91195A)。材料包含PbBrCsBr、SnO2量子点及N-CQDs。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:流程包括在FTO玻璃上沉积SnO2量子点、在不同温度下旋涂PbBr2溶液、通过CsBr溶液将PbBr2转化为CsPbBr3、以及涂覆N-CQDs和碳背电极。
5:以及涂覆N-CQDs和碳背电极。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:数据分析包括晶格体积计算、SEM与XRD数据解析,以及通过J-V曲线和IPCE光谱评估光伏性能。
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获取完整内容-
SEM
S4800 and SU8020
Hitachi
Morphology analysis of PbBr2 and perovskite films
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X-ray diffractometer
Bruker D8 ADVANCE
Bruker
Recording XRD patterns of as-prepared films
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Spectrophotometer
Meipuda UV-3200
Meipuda
Characterizing UV-vis absorption spectra
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Spectrofluorometer
FluoroMax-4
FluoroMax
Recording PL spectra of perovskite films
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Solar simulator
Newport, Oriel Class A, 91195A
Newport
Recording J-V curves under AM 1.5G simulated solar illumination
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