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基于溶胶-凝胶和纳米粒子的NiOx空穴传输层在高性能平面钙钛矿太阳能电池中的研究
摘要： 我们对用于高性能平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）的溶胶-凝胶法和纳米颗粒（NPs）基氧化镍空穴传输层（HTL）进行了全面研究与对比。通过紫外光电子能谱（UPS）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）系统分析了溶胶-凝胶与NPs的特性及薄膜性质，并利用J-V特性、量子效率以及光强对开路电压（VOC）的影响评估了其对器件性能的作用。通过对比这两类HTL及其器件表现，本研究可为氧化镍基PSCs提供充分可靠的依据，整体结论与讨论对高性能PSCs研发也具有重要参考价值。
关键词： 氧化镍，平面钙钛矿太阳能电池，空穴传输层，溶胶-凝胶法，纳米颗粒
更新于2025-11-19 16:46:39
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富勒烯对平面钙钛矿太阳能电池中迟滞机制的影响
摘要： 尽管钙钛矿器件发展迅速，但电流密度-电压迟滞现象仍有待攻克。本研究通过在平面钙钛矿太阳能电池活性层中引入PCBM，成功制备出无迟滞器件。观测到PCBM掺杂钙钛矿薄膜出现光致发光蓝移现象，非辐射复合效应被显著抑制，PCBM引入后光致发光寿命延长至原来的3倍。研究还探讨了PCBM在陷阱态及迟滞机制中的作用。该研究可为抑制和消除钙钛矿太阳能电池中的迟滞现象提供实验与理论支撑。
关键词： 滞后效应、陷阱态、平面钙钛矿太阳能电池、PCBM
更新于2025-09-23 15:19:57
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室温处理的ZrO2中间层助力高效平面钙钛矿太阳能电池
摘要： 平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）中掺锡氧化铟（ITO）透明导电电极通过低温工艺引入二氧化锆（ZrO2）中间层进行改性。本研究采用室温紫外（UV）处理制备ZrO2薄膜，系统考察了插入ZrO2中间层对CH3NH3PbI3-xClx基PSCs性能的影响。经工艺优化后，采用UV处理ZrO2中间层的PSC冠军效率达19.48%，显著高于参比器件（15.56%）。性能提升主要归因于ITO/SnO2界面陷阱态减少及载流子复合抑制。该工作为通过室温改性透明导电电极表面来提升PSCs光伏性能提供了简便途径。
关键词： 光电性能、ITO/SnO2界面改性、紫外（UV）处理、平面钙钛矿太阳能电池、室温处理的ZrO2中间层
更新于2025-09-19 17:13:59
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低温制备的高效无空穴传输层碳基平面钙钛矿太阳能电池及SnO2量子点电子传输层
摘要： 昂贵的空穴传输层(HTL)和背接触电极的使用，加上钙钛矿太阳能电池的稳定性问题，一直是该技术商业化的主要障碍。此外，高温长时间退火处理的电子传输层(ETLs，如TiO2)限制了其在大多数聚合物衬底上的柔性太阳能电池应用。本研究采用无HTL的碳电极，因其相比贵金属电极具有低成本生产和优异的空气稳定性优势。我们通过低温溶液法制备SnO2量子点(QDs)作为ETL，构建了平面钙钛矿太阳能电池。相比高温处理的ETLs，这种方案因出色的电子提取和空穴阻挡能力而具有显著优势。通过整合低成本稳定的碳电极，在玻璃/掺铟SnO2/QD-SnO2/钙钛矿/碳器件结构下，于环境条件1个太阳光照强度下实现了13.64%的优异能量转换效率。本研究通过集成QD SnO2 ETL和碳电极，为低成本全低温制备可印刷钙钛矿太阳能电池(PSCs)铺平了道路。
关键词： 低温工艺、平面钙钛矿太阳能电池、无空穴传输层、碳电极、二氧化锡量子点
更新于2025-09-19 17:13:59
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迪翁-雅各布森型准二维钙钛矿中揭示的非限制结构加速了层间电荷传输
摘要： 具有单有机阳离子层的Dion-Jacobson（DJ）型二维钙钛矿相较于相应的Ruddlesden-Popper钙钛矿，其相邻无机层间距更窄，这有利于层间电荷传输。然而二维DJ钙钛矿的内部晶体结构仍不明确。本研究基于对苯二胺（PDMA）的双功能NH3+间隔基DJ钙钛矿，揭示了随着PDMA摩尔比降低，从受限结构（无机层数n=1,2）到非受限结构（n>3）的压缩过程。值得注意的是，非受限钙钛矿表现出更短的二维量子阱间距，从而降低了激子结合能并促进激子解离。量子限域效应的显著减弱促进了层间电荷传输，使光电转换效率达到约11%的最大值。此外，无机八面体挤压导致的更紧密层间堆积增强了环境稳定性。
关键词： 激子、平面钙钛矿太阳能电池、非限制结构、Dion-Jacobson型、准二维钙钛矿
更新于2025-09-19 17:13:59
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低温处理的锆/氟共掺杂二氧化锡电子传输层用于高效平面钙钛矿太阳能电池
摘要： 电子传输层（ETLs）的能带位置与导电性是制约平面钙钛矿太阳能电池（p-PSCs）效率的关键因素。氧化锡（SnO2）因其温和的合成条件成为ETL主要材料，但其较低的导带位置和有限的本征载流子不利于电子传输。本研究巧妙设计了Zr/F共掺杂SnO2 ETL：Zr掺杂可提升SnO2导带位置，降低电子提取能垒并抑制ETL/钙钛矿界面复合，从而提高开路电压（VOC）；F?作为n型掺杂剂为SnO2提供大量自由电子，增强ETL导电性与短路电流（JSC）?；赯r/F共掺杂ETL的器件实现19.19%的高效率，且迟滞效应显著降低（优于原始器件17.35%的效率）。该研究通过Zr/F共掺杂成功调控能带匹配并提升ETL导电性，为制备高效p-PSCs提供了有效策略。
关键词： 电子传输层，锆/氟共掺杂，能级匹配，平面钙钛矿太阳能电池，氧化锡（SnO2）
更新于2025-09-19 17:13:59
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平面钙钛矿太阳能电池中通过抗反射级联电子传输层实现超过26 mA cm?2的光电流密度
摘要： 本文设计了一种抗反射级联SnO2/TiO2-Cl电子传输层(ETL)以提升平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能。采用级联ETL可显著降低平面PSCs正面的主要光学反射。基于该策略，我们在FAPbI3基平面PSCs中实现了26.1 mA cm-2的创纪录短路电流密度和22.9%的高光电转换效率(PCE)。
关键词： 平面钙钛矿太阳能电池、级联电子传输层、减反射、双层结构、短路电流密度
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过NH4SCN添加剂工程实现高效CsPbBr3平面钙钛矿太阳能电池
摘要： 提高稳定性是钙钛矿太阳能电池（PSCs）商业化应用的关键环节。全无机CsPbBr3钙钛矿材料已被证实具有优异的稳定性。然而CsPbBr3薄膜存在光吸收范围窄、器件界面或内部电荷复合严重等问题，导致其光电转换效率仍低于有机-无机杂化型电池。本研究通过NH4SCN添加剂工程成功制备出高质量CsPbBr3薄膜：在钙钛矿前驱体溶液中引入NH4+和拟卤素离子SCN?，可获得结晶性良好、陷阱态密度低且表面致密的CsPbBr3薄膜。一系列光致发光与电化学分析（包括阻抗谱、空间电荷限制电流法、Mott-Schottky数据等）表明，NH4SCN添加剂能显著降低CsPbBr3薄膜的陷阱态密度，有效抑制界面复合并促进平面结构CsPbBr3 PSC中的电荷传输。最终采用1.5%摩尔比NH4SCN制备的平面结构CsPbBr3 PSC实现了8.47%的冠军效率，高于未添加组件的7.12%。
关键词： 添加剂工程师，平面钙钛矿太阳能电池，CsPbBr3，光伏性能，NH4SCN
更新于2025-09-19 17:13:59
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研究还原氧化石墨烯作为平面钙钛矿太阳能电池中通用添加剂的作用
摘要： 在本研究中，我们展示了还原氧化石墨烯（rGO）纳米薄片掺入平面钙钛矿太阳能电池（PSC）典型组件——二氧化钛致密层、甲基铵碘化铅（CH3NH3PbI3）吸光层及螺-OMeTAD空穴传输层所产生的效应。在二氧化钛电子传输层（ETL）中添加rGO可加速电子向阳极传输，并促进大尺寸均匀钙钛矿晶体的生长。当掺入MAPbI3时，rGO进一步增大钙钛矿晶粒尺寸，形成结晶度更高、更均匀平滑的薄膜，从而提升相应PSC的功率转换效率（PCE）。相反，其在螺-OMeTAD中的存在会损害电池性能。文献首次报道石墨烯衍生物作为ETL和钙钛矿吸光层添加剂时能提升MAPbI3基PSC性能。最终我们获得具有优化电学特性的器件，在稳定状态下实现13.6%的PCE，较无rGO参照组提升20%。此外，rGO的引入赋予太阳能电池额外稳定性——在微湿黑暗环境中存储50天后仍保持初始PCE的40%。
关键词： 还原氧化石墨烯，醋酸铅，平面钙钛矿太阳能电池，MAPbI3吸光层，二氧化钛致密层
更新于2025-09-16 10:30:52
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水分在高效平面钙钛矿太阳能电池制备中的作用
摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSC）在过去几年中已实现25.2%的认证效率。在诸多有效方法中，湿度辅助退火工艺是制备高效PSC最有效的方法之一。然而，水分在高性能PSC制备中的作用仍存在激烈争议。本文基于多种表征手段，系统研究了水分在制备具有更优质钙钛矿薄膜的高效甲脒（FA）基PSC中的关键作用。结果表明，与手套箱中制备的对照薄膜相比，50%相对湿度（RH）条件下产生的钙钛矿薄膜质量更高，晶粒尺寸更大且分布更均匀。通过光致发光（PL）、时间分辨光致发光（TRPL）、空间电荷限制电流（SCLC）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）分别证实，在50%RH下退火的钙钛矿薄膜具有更长的寿命、更低的缺陷密度和更高的光捕获能力。这些结果表明，受控湿度环境更有利于获得优质钙钛矿薄膜，且未来工业化大规模生产中在受控湿度条件下制备高效PSC具有可行性。
关键词： 缺陷密度、两步沉积法、平面钙钛矿太阳能电池、水分、空间电荷限制电流
更新于2025-09-16 10:30:52