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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 全无机0D/3D Cs4Pb(IBr)6/CsPbI3-xBrx混合维钙钛矿太阳能电池：效率与稳定性双提升

    摘要： 无机卤化物钙钛矿CsPbI3在高效太阳能电池中展现出巨大潜力。然而α相CsPbI3在室温下热力学不稳定，限制了其应用。本研究成功制备了高度稳定的全无机0D/3D Cs4Pb(IBr)6/CsPbI3-xBrx混合维度钙钛矿太阳能电池。0D相Cs4Pb(IBr)6自发分布于3D CsPbI3-xBrx钙钛矿相中，促进CsPbI3-xBrx晶体沿(100)晶向择优生长。基于0D相Cs4Pb(IBr)6的(040)晶面与3D相CsPbI3-xBrx的(002)晶面之间合理的能级匹配和晶格匹配，形成了0D-3D异质结结构。薄膜内缺陷钝化与非辐射复合抑制有效促进了钙钛矿太阳能电池中的载流子传输，使效率提升至14.77%。器件在氮气氛围中存放60天后仍保持初始效率的93.9%。此外，由于0D/3D薄膜的高均匀性与可重复性，在1 cm2大面积电池中也实现了10.52%的高效率。

    关键词： Cs4Pb(IBr)6、异质结、CsPbI3-xBrx、全无机钙钛矿太阳能电池、稳定性

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于全无机钙钛矿太阳能电池的二维-三维Cs?PbI?Cl?-CsPbI?.?Br?.?混合维度薄膜，具有增强的效率和稳定性

    摘要： ??铅卤钙钛矿的相不稳定性仍是阻碍其应用的主要挑战。研究团队成功开发出一种二维-三维全无机Cs2PbI2Cl2-CsPbI2.5Br0.5钙钛矿太阳能电池以解决该问题。二维Cs2PbI2Cl2相分布在三维CsPbI3-xBrx晶粒的晶界处，其存在有效促进了CsPbI2.5Br0.5晶体的(100)择优晶向生长，从而提升载流子传输效率。(003)2D//(001)3D界面间的平滑过渡区表明二维-三维异质结构的成功构建。得益于晶体质量的改善、高均匀性及可重复性，面积分别为0.09 cm2、1 cm2和2 cm2的电池器件效率显著提升至15.09%、12.74%和10.01%。在氮气氛围室温下存放60天后，器件光电转换效率(PCE)保持初始值的95.3%；在80°C连续加热12小时且湿度为70±10%RH条件下，仍保留初始效率的80%。

    关键词： 异质结、CsPbI3-xBrx、Cs2PbI2Cl2、全无机钙钛矿太阳能电池、稳定性

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用CdS/CdSe/CdS量子点作为中间层的高效全无机CsPbBr<sub>3</sub>钙钛矿太阳能电池

    摘要： 高效全无机钙钛矿太阳能电池需要CsPbBr3到TiO2的快速电荷转移以减少陷阱态复合。本文通过在TiO2与CsPbBr3层间插入CdS/CdSe/CdS量子点(QD)层制备全无机钙钛矿太阳能电池。通过调节CdS/CdSe/CdS量子点中CdSe层的厚度，可将导带(CB)能级调控至-3.72~-3.87 eV。插入量子点中间层后，TiO2与CsPbBr3的导带能级偏移减小，使电荷转移速率从0.040×10^9提升至0.059×10^9 s^-1。含量子点中间层的太阳能电池功率转换效率(PCE)达8.64%，较无量子点器件提高20%。

    关键词： CdS/CdSe/CdS量子点，功率转换效率，电荷转移，全无机钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 界面空隙触发碳基全无机CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池实现超过1.33V的光电压

    摘要： 本文提出了一种新型碳基全无机CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池(PSCs)界面设计方案，在TiO2电子传输层与CsPbIBr2吸光层之间引入界面空隙。相较于常规界面工程策略，该设计无需在最终PSC中添加额外修饰层。更重要的是，通过2-苯乙基碘化铵热分解产生的界面空隙可引发三重有益效应：首先促进CsPbIBr2薄膜的光散射从而增强器件吸光能力；其次抑制载流子复合以降低PSC的暗饱和电流密度(J0)；第三增大器件内建电势(Vbi)为光生载流子解离提供更强驱动力。最终该PSC实现了10.20%的优化效率及1.338 V的开路电压(Voc)，其中Voc值创下了CsPbIBr2 PSCs已有报道中的最佳纪录。此外，未封装器件展现出优异的光/热/湿稳定性——在85°C加热12小时后或30-40%相对湿度环境下存储60天后，仍分别保持初始效率的~97%和~94%。

    关键词： 光电压、稳定性、界面工程、CsPbIBr2、全无机钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • A位铷阳离子掺杂的CsPbI?Br全无机钙钛矿太阳能电池效率突破17%

    摘要： 由于其优异的热稳定性和高性能，无机铯铅混合卤化物（ABX3，其中A=Cs，B=Pb，X=I/Br）全无机钙钛矿太阳能电池（IPVSCs）在光电子应用领域引起了广泛关注。然而，薄膜质量、所需膜厚度的充分吸收以及阳离子部分替代的特性决定了CsPbI2Br钙钛矿薄膜的稳定性。在此，我们采用热风法控制CsPbI2Br钙钛矿薄膜的厚度和形貌，并通过部分掺入铷（Rb+）阳离子替代A位点（此处为Cs+）阳离子，以在环境条件下制备稳定的黑相钙钛矿。掺入Rb阳离子的Cs1-xRbxPbI2Br（x=0至0.03）钙钛矿薄膜表现出高结晶度、均匀晶粒、极其致密且无针孔的形貌。采用Cs0.99Rb0.01PbI2Br钙钛矿组分并搭配聚（3-己基噻吩-2,5-二基）（P3HT）作为空穴传输层（HTL）制备的器件，其功率转换效率（PCE）达到17.16%，远高于基于CsPbI2Br的IPVSCs。在65°C热应力下，基于Cs0.99Rb0.01PbI2Br的IPVSC器件在120小时内保持了初始效率的90%以上，显著优于CsPbI2Br样品。

    关键词： 全无机钙钛矿太阳能电池，热空气，A位铷阳离子掺杂

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于CsPbI3的全无机钙钛矿太阳能电池的模拟开发与性能优化

    摘要： 碘化铯铅（CsPbI3）作为具有更高稳定性的有前景无机卤化物钙钛矿材料，近年来受到广泛关注。然而基于CsPbI3的钙钛矿太阳能电池（PSCs）尚未实现有机-无机杂化PSCs所达到的高效率。本研究通过SCAPS-1D器件模拟探究全无机CsPbI3钙钛矿太阳能电池（CsPbI3 i-PSCs）的性能限制并提升其效率。全无机器件要求不仅吸光层，所有功能层都必须采用无机材料。因此首先对比了多种潜在无机空穴传输层（i-HTL）和电子传输层（i-ETL），结果表明Cu2O空穴传输层与SnO2电子传输层是最佳组合。通过进一步优化背电极功函数、吸光层厚度、掺杂浓度及缺陷密度，器件性能获得显著提升。在优化条件下，FTO/SnO2/CsPbI3/Cu2O/Au结构的全无机器件实现了21.31%的转换效率，表明该体系仍具有巨大的性能提升空间。

    关键词： CsPbI3，器件建模，全无机钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 真空控制生长CsPbI<sub>2</sub>Br实现高效稳定的全无机钙钛矿太阳能电池

    摘要： 要获得高质量的CsPbI2Br钙钛矿薄膜，始终需要高温退火工艺（>250°C），这给柔性光伏器件的制造和应用带来了挑战。本工作展示了一种真空控制生长（VCG）技术，能有效调控钙钛矿结晶过程，在较低温度下获得具有更大晶粒尺寸和更低缺陷密度的高质量薄膜。此外，简便引入聚乙烯亚胺（PEIE）中间层可改善电荷提取并抑制载流子复合。因此，全无机CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池（PSC）的功率转换效率（PCE）达到12.32%。经VCG处理和PEIE改性的未封装PSC在氮气手套箱中储存1000小时后仍保持超过95%的初始PCE，展现出卓越的稳定性。这种低温结晶方法和廉价传输材料的引入推动了全无机钙钛矿太阳能电池未来商业化的发展。

    关键词： 真空控制生长、界面修饰、全无机钙钛矿太阳能电池、结晶控制、低温、薄膜制备

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 有机功能材料：全无机钙钛矿太阳能电池的最新进展

    摘要： 虽然有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率（PCE）已与商用太阳能电池相当，但其不稳定性这一棘手问题阻碍了进一步商业化进程。近年来，与有机-无机杂化PSCs相比，铯基全无机钙钛矿展现出更优的光稳定性、耐湿性尤其是热稳定性，因而展现出巨大潜力并广受关注。然而一个无法回避的问题是：全无机PSCs的PCE仍落后于杂化钙钛矿器件。为解决该问题，研究者将某些有机或无机中间层材料引入全无机PSCs，作为添加剂、钝化剂及电荷传输材料来提升器件性能。相较于无机材料，有机材料具有能级可控性、分子结构多样性及表面润湿性调控等优势，因而通过使用有机材料显著提升了全无机PSCs的PCE。本综述总结了近期通过有机中间层材料提升全无机PSCs性能的策略，包括结晶控制、缺陷钝化、界面工程及光捕获能力拓展，并最后对该领域面临的挑战与机遇提出了展望。

    关键词： 有机中间层材料、结晶控制、缺陷钝化、全无机钙钛矿太阳能电池、光捕获、界面工程

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 三功能化TiO Cl4-2辅助层提升无空穴全无机钙钛矿太阳能电池效率

    摘要： 二氧化锡（SnO?）通常被认为是最先进钙钛矿太阳能电池（PSCs）中极具前景的电子传输层（ETL）。然而，SnO?表面普遍存在的氧空位相关缺陷以及SnO?导带与钙钛矿层之间较大的能级差，无疑会导致严重的载流子复合，从而造成电荷提取效率低下和不可忽视的开路电压（Voc）损失。本研究通过将SnO?层浸入TiCl?水溶液，制备了含氯的TiOxCl4-2x辅助层，在全无机铯铅三溴（CsPbBr?）PSCs中钝化SnO?表面的氧空位相关缺陷，并在ETL/钙钛矿界面建立中间能级。此外，TiOxCl4-2x层还改善了SnO?表面与钙钛矿前驱体的浸润性，从而形成高质量钙钛矿薄膜。最终，采用无空穴传输层的全无机CsPbBr? PSC结构（FTO/SnO?/TiOxCl4-2x/Cs0.91Rb0.09PbBr?/碳）实现了10.44%的冠军效率（Voc高达1.629 V），而对照器件仅为8.31%。此外，优化后的太阳能电池在80%空气湿度下表现出良好的稳定性。

    关键词： 电子传输层、稳定性、全无机钙钛矿太阳能电池、电荷复合、溴化铯铅

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 高效且热稳定的CsPbI?Br钙钛矿太阳能电池的界面能级调控

    摘要： 基于无机混合卤化物CsPbX3的钙钛矿太阳能电池（PeSCs）因其相比有机-无机杂化体系具有更优的热稳定性，正成为最具前景的钙钛矿电池类型之一。然而，器件性能不理想及高加工温度阻碍了其实际应用发展。本研究提出一种简便方法：通过掺杂经典碱金属碳酸盐Cs2CO3来调控溶胶-凝胶法制备的ZnO电子传输材料（ETM）的能级与电学特性。相较于纯ZnO，Cs2CO3掺杂ZnO与CsPbI2Br钙钛矿层接触时具有更理想的界面能级匹配，可将欧姆损耗降至可忽略水平。优化后的器件开路电压提升至1.28 V，同时填充因子与短路电流均获提高，在刚性玻璃基底和柔性塑料基底上分别实现了16.42%与14.82%的功率转换效率。Cs2CO3掺杂ZnO/CsPbI2Br界面的缺陷钝化还赋予器件优异热稳定性，在85°C老化200小时后仍保持初始效率的81%。

    关键词： 能级排列、柔性钙钛矿太阳能电池、热稳定性、全无机钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59