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用于太阳能电池的电场辅助喷涂制备无铅碘化铋钙钛矿薄膜
摘要： 通过喷雾技术在沉积MBI薄膜过程中施加0至1000V变化电压，制备出溶液法处理的甲基铵碘铋酸盐（MBI）钙钛矿太阳能电池。电场对MBI薄膜的形貌和表面粗糙度具有显著影响，这归因于库仑裂变过程改善了喷雾液滴的雾化效果。当沉积电压从0V提升至1000V时，MBI薄膜表面粗糙度从39nm降至19nm。所有MBI薄膜均在约500nm处呈现强吸收带。该钙钛矿太阳能电池的效率随沉积电压升高而增强，在1000V施加电压下获得最大2.33mA/cm2的电流密度。沉积过程中施加电压使光伏特性提升的原因在于：形成了具有更优表面形貌和粗糙度的均匀薄膜，从而促进高效电子转移并减少晶界处的载流子复合。
关键词： 碘化甲基铵铋(III)、喷雾沉积、钙钛矿太阳能电池、电场、无铅钙钛矿
更新于2025-11-21 11:18:25
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一种具有小带隙和宽吸收范围的混合卤化物-硫属化铋基钙钛矿MABiI?S的制备
摘要： 过去几年中，铅基钙钛矿实现了23%的高光电转换效率。然而其长期稳定性和毒性仍是亟待解决的关键问题。本研究首次报道了一种新型无铅混合卤化物-硫属化物钙钛矿MABiI2S（MBIS）的合成与表征，并通过多种测试方法确定了其物理和光学特性。MBIS具有1.52 eV的低带隙，吸收起始波长延伸至1000 nm以上。我们对采用MBIS制备的太阳能电池进行了检测并实施了器件改进。
关键词： 铋基钙钛矿，小带隙，无铅钙钛矿
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过混合沉积法制备均匀Cs2SnI6薄膜实现无铅稳定的钙钛矿光电子器件
摘要： 在此，我们通过两种混合沉积方法合成了均匀的Cs2SnI6薄膜，同时考虑了相变过程中的体积膨胀问题。首先采用倾斜热蒸发法沉积CsI后旋涂SnI4，制得无杂质相的均匀Cs2SnI6薄膜。从CsI到Cs2SnI6的快速体积膨胀（旋涂10秒内完成，ΔV=106%）被多孔CsI薄膜所缓冲，从而抑制了裂纹产生。旋涂后残留的过量SnI4通过甲苯清洗有效去除且不损伤Cs2SnI6薄膜，并基于载流子迁移率提出了最佳沉积参数。其次，在250°C下对CsI进行SnI4蒸汽退火处理，再经300°C的SnI4与I2混合蒸汽后处理，获得了全覆盖的Cs2SnI6薄膜?；郝姆从蹋ㄍ耆?0分钟）为SnI4充分扩散至CsI内部提供了充足时间，即使使用致密CsI基底也不会产生裂纹。通过SnI4和I2氛围的后处理抑制了Cs2SnI6中的非辐射复合路径，其光致发光增强效应证实了这一效果。
关键词： 无铅钙钛矿，Cs2SnI6，电子迁移率，斜向热沉积
更新于2025-09-23 15:23:52
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小型能量收集技术指南 || 无铅钙钛矿基太阳能电池的探索
摘要： 如今，钙钛矿太阳能电池（PSCs）在加工工艺简便性、材料丰度、建筑一体化应用方面展现出卓越潜力，其器件功率转换效率（PCEs）也极具前景——从2009年的3.8%迅猛提升至2018年的23.3%。然而，常用有机-无机卤化物钙钛矿材料的化学组分中含有的有毒铅元素，阻碍了PSCs的实际应用。本章首先总体讨论钙钛矿晶体结构，以及针对该类电池中铅替代元素的深入研究；第二节将详细阐述锡基钙钛矿的基本特性及其在PSCs中的表现；第三节将探讨铜、锗、铋、锑等其他替代元素；最后将基于章节内容总结挑战与机遇。
关键词： 稳定性、无铅钙钛矿、化学成分、毒性
更新于2025-09-23 15:21:01
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无铅钙钛矿/有机半导体垂直异质结用于高灵敏度光电探测器
摘要： 近年来，基于有机-无机铅卤钙钛矿的光电探测器得到了广泛研究。然而，这些材料中的铅元素可能导致严重的人体健康和环境问题，不利于实际应用。本文报道了一种高性能的锡基钙钛矿/PEDOT:PSS垂直异质结光电探测器。该器件展现出从近红外到紫外波段的宽带光响应，最大响应度和增益分别高达2.6×10? A/W和4.7×10?。此外，通过减小PEDOT:PSS厚度可实现更短的响应时间和更高的探测率。优异性能源于钙钛矿的卓越光电特性及异质结产生的光门控效应。更重要的是，柔性基底制备的器件不仅具有高灵敏度，还展现出优异的弯曲稳定性。本研究为无铅钙钛矿在垂直异质结高灵敏度光电探测器中的应用开辟了新途径。
关键词： 光门控、异质结、有机半导体、光电探测器、无铅钙钛矿
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 无铅锡/锗基钙钛矿量子点的室温合成
摘要： 金属卤化物钙钛矿作为光伏器件受到了显著关注。这些材料已实现超过23%的功率转换效率，可与硅基光伏相媲美。然而，如此优异的效率仅能通过铅基钙钛矿获得，且这些器件在空气和潮湿环境中化学性质不稳定。因此，钙钛矿太阳能电池广泛应用的关键在于解决其"毒性"和不稳定性问题。我们迎难而上，尝试用锡、锗等其他无毒或低毒元素替代铅，采用室温工艺合成了Cs(Sn,Ge)X3（X=I、Br、Cl）量子点。X射线衍射数据显示合成的量子点为黄色六方相，透射电镜图像中晶体的六角形形貌进一步证实了这一结论。
关键词： 太阳能电池，纳米粒子，光致发光，掺杂，无铅钙钛矿
更新于2025-09-23 15:21:01
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无铅、水稳定的A3Bi2I9钙钛矿：晶体生长与蓝色发光量子点 [A = CH3NH3+、Cs+ 及 (Rb0.05Cs2.95)+]
摘要： 尽管卤化铅钙钛矿太阳能电池的功率转换效率取得了巨大成功，但铅的毒性和材料的不稳定性是其工业化广泛应用的主要问题。本文采用降温法在HI溶液中制备了大尺寸A3Bi2I9钙钛矿单晶（SCs）[其中A=CH3NH3+（MA）+、Cs+和(Rb0.05Cs2.95)+]，并在乙醇（EtOH）与甲苯（TOL）溶剂中制备了纳米晶（NCs）。通过将单晶浸泡于水中24小时、压片浸泡12小时研究了A3Bi2I9钙钛矿的稳定性。此外，A3Bi2I9钙钛矿纳米晶展现出17.63%的光致发光量子产率和8.20纳秒的长寿命。
关键词： 无铅钙钛矿、晶体生长、高光致发光量子产率、水稳定性、相变、纳米晶体、低带隙
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于制备高效甲脒锡碘钙钛矿太阳能电池的离子交换/嵌入反应
摘要： 低毒性、窄带隙以及高载流子迁移率使锡基钙钛矿成为低成本钙钛矿太阳能电池（PSCs）最具前景的光吸收材料。然而，由于Sn2?易氧化为Sn??及钙钛矿薄膜成膜性差，Sn基PSCs的发展受到稳定性和光电转换效率（PCE）低的严重制约。本研究开发了一种通过固态SnF?与气态甲基碘化铵之间的离子交换/插入反应制备甲脒锡碘（MASnI?）薄膜的合成策略。该方法能精准控制MASnI?的成核与结晶过程，获得高度均匀且无针孔的MASnI?钙钛矿薄膜。更重要的是，残留的大量SnF?可有效抑制MASnI?薄膜中有害的氧化反应。该高质量钙钛矿薄膜实现了7.78%的PCE，是目前报道的MASnI?基太阳能电池最高值之一。此外，MASnI?太阳能电池表现出优异的重复性和良好稳定性。该方法为制备低成本、无铅的锡基卤化物钙钛矿太阳能电池提供了新途径。
关键词： 离子交换/插入反应、太阳能电池、晶体生长、无铅钙钛矿
更新于2025-09-23 15:19:57
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无机卤化物钙钛矿太阳能电池：进展与挑战
摘要： 全无机钙钛矿半导体因其卓越的热稳定性近年来备受关注。尽管全无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）近年来已取得显著进展，但由于严重的能量损失，其性能仍落后于原型有机-无机钙钛矿电池。因此，通过协同优化钙钛矿薄膜与器件界面来进一步提升全无机PSCs性能的研究备受瞩目。本文综述了基于铅和无铅组分的全无机PSCs最新研究进展，探讨了全无机钙钛矿半导体及载流子传输材料的物理特性，揭示了组分工程与界面修饰的重要作用，最后对全无机PSCs近期的发展前景与挑战进行了讨论。
关键词： 钙钛矿、无机钙钛矿、铅基钙钛矿、钙钛矿太阳能电池、无铅钙钛矿
更新于2025-09-23 15:19:57
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三元阳离子锡基钙钛矿材料的性能及光伏性能对碘溴比例的依赖性
摘要： 本研究探究了溴离子部分引入（x=0-0.33）对MA0.75FA0.15PEA0.1Sn(BrxI1?x)3（MA：甲铵，FA：甲脒，PEA：苯乙基铵）三元阳离子锡基钙钛矿材料特性及光伏性能的影响。溴离子的引入使钙钛矿薄膜的光学带隙从碘基钙钛矿的1.29 eV移动至溴含量x=0.33时的1.50 eV。X射线衍射测量显示，随着溴离子掺入，晶胞尺寸也逐渐减小。在光伏性能方面，少量溴离子（x=0.08）即可提升开路电压、短路电流密度和填充因子。当溴含量为x=0.25时获得最大4.63%的功率转换效率，这归因于均匀薄膜的形成与较高开路电压的共同作用。而更高溴含量（x=0.33）会导致钙钛矿吸光层形成针孔，从而降低器件整体性能。
关键词： 半导体、太阳能电池、材料科学、无铅钙钛矿
更新于2025-09-19 17:13:59