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oe1(光电查) - 科学论文

18 条数据
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  • 共轭有机阳离子助力高效自修复FASnI3太阳能电池

    摘要： 在锡基钙钛矿薄膜中引入大体积胺（LVA）已被证明可使无铅钙钛矿太阳能电池（PSCs）获得可观的功率转换效率（PCE）。然而，目前采用的LVA（如苯乙基铵[PEA]和丁基铵[BA]）具有绝缘性，可能阻碍钙钛矿薄膜内的电荷提取。本文在甲脒锡碘（FASnI3）钙钛矿中引入共轭LVA——3-苯基-2-丙烯-1-胺（PPA）。结果表明，PPA的掺入使FASnI3薄膜晶粒尺寸增大、陷阱密度降低、择优取向增强、电荷提取效率提高且结构稳定性提升。这些积极效应助力实现高效PSCs，其PCE高达9.61%，迟滞效应可忽略且稳定性优异（1440小时后仍保持初始PCE值的92%）。此外，PPA的存在使PSCs具备自修复能力。最重要的是，我们报道了大面积（1×1 cm2）锡基PSCs实现了7.08%的PCE。

    关键词： FASnI3太阳能电池，无铅钙钛矿，光伏性能，自修复，共轭有机阳离子

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于光伏应用的硫系材料及其衍生物

    摘要： 硫属化合物AB(S,Se)?材料因其能同时解决传统钙钛矿太阳能电池面临的稳定性和毒性问题，近期受到广泛关注。过去几年间，金属硫属半导体材料的计算机辅助设计取得重要进展，由此发现了极具应用前景的AB(S,Se)?化合物及其衍生物，可作为薄膜光伏器件的吸光层材料。实验证实这类化合物的合成具有可行性，从而验证了理论预测，不过仍需进一步研究以深入探究相应薄膜的光电特性。为系统推进硫属吸光层材料及相关器件的发展，本综述既概述了适用于薄膜太阳能电池的预测性硫属材料及有趣衍生物，也总结了当前制备此类材料的合成技术，并探讨了开发硫属基太阳能电池可能面临的挑战。

    关键词： 无铅钙钛矿、硫属化合物、太阳能电池、计算材料设计、热力学稳定性

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用无机电荷传输材料的无铅钙钛矿太阳能电池数值模拟

    摘要： 在首次被提及用于太阳能电池应用十年后，有机-无机杂化钙钛矿仍是光伏研究的核心焦点。通过合理选择不同功能层的材料，目前器件功率转换效率（PCE）已突破24%。但金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSC）含有的有毒铅元素，成为其商业化进程中的重大隐患。为解决钙钛矿基太阳能电池的铅毒性问题，学界正加紧研发无铅金属卤化物钙钛矿材料。本文提出一种新型太阳能电池结构：FTO/过渡金属二硫属化合物/钙钛矿/硫氰酸铜/Au。其中采用高电子迁移率的二硫化钨作为电子传输层（ETM），兼具高透光率与理想能带匹配特性的硫氰酸铜则作为空穴传输层（HTM）。研究系统考察了钙钛矿层、电子传输层及空穴传输层厚度变化对性能参数的影响，在最优钙钛矿层厚度700 nm时获得19.84%的PCE值——当厚度超过700 nm时，因电子-空穴复合加剧导致效率下降。研究还深入分析了界面缺陷的影响：模拟显示当光从ETM侧入射时，ETM/钙钛矿界面缺陷对性能参数的影响显著大于钙钛矿/HTM界面缺陷。此外探究了温度变化对器件性能的影响，结果表明PSC在20-50°C区间呈现最佳性能，其中30°C为理想工作温度。

    关键词： 过渡金属二硫化物，功率转换效率，稳定性，无铅钙钛矿，硫氰酸铜

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 混合卤素含量对CsSnI???Br?太阳能电池应用的结构、电子、光学及弹性性能的影响：第一性原理研究

    摘要： 本研究采用Wien2k软件包中的全势线性缀加平面波方法（FP-LAPW），结合GGA-PBE和GGA-mBJ交换关联泛函，研究了CsSnI3?xBrx钙钛矿的结构、电子、光学及弹性性质。所有组分计算所得结构参数与文献报道良好吻合。通过GGA方法计算的能带结构和态密度表明这些合金均具有直接带隙。进一步采用修正Beck-Johnson（mBJ）交换势计算带隙，结果显示该方法获得的带隙值较GGA有所改善。光学参数计算表明这些材料具备优异的光吸收与保持能力，使其成为太阳能电池应用的有前途材料。弹性常数计算揭示所有化合物均呈延性特征。本研究首次探究混合卤素含量组分，因此缺乏相关数据用于估算。

    关键词： 光学和弹性性能、电子性能、无铅钙钛矿、卤素含量、改进的贝克-约翰逊（MBJ）交换势

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 无铅混合阴离子钙钛矿光伏材料的第一性原理筛选

    摘要： 有机-无机杂化铅基钙钛矿在光伏领域取得了快速进展。然而，这些材料的毒性和较差的长期稳定性仍限制其进一步商业化应用。本文提出一种无铅混合阴离子钙钛矿体系，通过将硫族元素引入钙钛矿八面体来提升体系稳定性。我们对192种ABX'X"2型无铅混合阴离子钙钛矿（A=Cs+、CH3NH3+和HC(NH2)2+；B=Ga3+、In3+、Sb3+、Bi3+；X'=O2-、S2-、Se2-、Te2-；X"=F-、Cl-、Br-、I-）的带隙进行了第一性原理计算。研究发现带隙与平均阴离子电负性呈线性关系，阴离子对带边态的贡献与电子亲和能及结构参数相关。综合考虑钙钛矿形成多重因素后，我们筛选出具有合适光伏带隙（1.3 eV）的潜力材料CsInOBr2。

    关键词： 理论筛选、GLLB-SC方法、光伏材料、无铅钙钛矿、带隙

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 有机-无机铜(II)基钙钛矿：一种制备低毒且水稳定的光伏用光吸收材料的良性方法

    摘要： 尽管有机金属卤化物钙钛矿（特别是铅基钙钛矿）已成为薄膜太阳能电池中最具前景的光吸收材料，铅基钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已从3%提升至经认证的23%。然而，要实现该类钙钛矿太阳能电池的商业化，仍需解决铅元素毒性及其吸湿性等关键问题。本研究通过引入介观结构钙钛矿太阳能电池的新架构，报道了一种以有机-无机铜(II)基钙钛矿作为铅基钙钛矿替代方案的高度稳定材料体系。该钙钛矿太阳能电池不仅展现出370mV的开路电压和0.63%的功率转换效率，还具备优异的水稳定性和光伏应用所需的光电特性。

    关键词： 毒性较低、太阳能电池、水稳定性、光吸收剂、无铅钙钛矿

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 零维Cs?Bi?I?胶体纳米晶中的宽带缺陷发射与增强的配体拉曼散射

    摘要： 最近研发并探究了激子型0维与2维铅卤钙钛矿作为新型发光材料。本文报道了新合成的0维无铅胶体Cs3Bi2I9纳米晶（NCs）的宽带（>1电子伏特）发光现象，研究了其发光态本质及当前存在激烈争议的相关动力学过程。研究发现该宽带发射源于发光激子与亚带隙发光陷阱态的共存。值得注意的是，当配体附着于纳米晶表面时，观测到其拉曼散射增强的证据，初步认为这是该体系中强激子-配体电子耦合效应所致。

    关键词： 陷阱态发射、增强拉曼散射、宽带发射、无铅钙钛矿、零维纳米晶体

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 碘溴比对铷锑卤化物钙钛矿晶体学和光电性质的影响

    摘要： ??锑卤化物作为光伏材料，是有机铅卤钙钛矿的一种低毒替代方案。本研究系统考察了溴碘比例变化对Rb3Sb2Br9-xIx（x=0-9）结构、光学及光伏性能的影响。单晶数据显示所有化合物均结晶为二维层状单斜晶系。用更小的溴离子逐步取代碘离子虽不改变晶系类型，但溴含量增加会导致晶胞收缩及吸收边蓝移，使带隙从2.02 eV增大至2.46 eV。富溴化合物因层状结构优先平行于衬底取向（不利于电荷传输），其光伏性能受限；而以Rb3Sb2I9为吸光材料的太阳能电池展现出1.37%的转换效率。此外，该器件迟滞效应低，在惰性气氛中储存150天以上仍保持稳定。

    关键词： 单晶、薄膜、锑基钙钛矿、光致发光、无铅钙钛矿、太阳能电池、结构表征

    更新于2025-09-09 09:28:46