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oe1(光电查) - 科学论文

18 条数据
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  • 混合钙钛矿太阳能电池活性面积依赖性性能的新见解

    摘要： 混合钙钛矿薄膜的形貌因其从溶液到固体卤化物钙钛矿相的复杂结晶动力学而对工艺参数高度敏感。该特性对沉积薄膜的器件面积也极为敏感，因此可重复的光电转换效率（PCE）始终是制备大面积活性区域高效光伏器件的瓶颈。本研究聚焦于放大工艺过程中钙钛矿墨水浓度依赖的钙钛矿覆盖层质量与钙钛矿太阳能电池（PSC）PCE之间的关系。场发射扫描电子显微镜图像显示，钙钛矿覆盖层的表面覆盖率取决于钙钛矿溶液浓度和器件面积。基于活性区域变化的电流密度（J）-电压（V）及外量子效率测试揭示了形貌依赖的电荷传输/复合路径差异。我们确认在40 wt%前驱体浓度下，钙钛矿墨水能制备出覆盖1 cm2区域的均匀钙钛矿覆盖层。由此，在1 cm2活性面积的PSC上实现了高度可重复的PCE * 13%。总体而言，本发现为理解PSC活性区域依赖的PCE提供了重要新见解。

    关键词： 形态学、混合钙钛矿、电荷传输、光电转换效率、太阳能电池、复合路径

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • [2018年IEEE第四届社会与工业研究技术国际论坛(RTSI) - 意大利巴勒莫(2018.9.10-2018.9.13)] 2018年IEEE第四届社会与工业研究技术国际论坛(RTSI) - 氮气与潮湿空气中MAPbI<inf>3</inf>层的结构与光学行为

    摘要： 含MA+的钙钛矿材料在潮湿空气中的降解倾向仍是限制技术耐久性的主要挑战。我们通过热循环条件下的结构与光学表征（以环境组分——潮湿空气、氮气、氩气、氧气作为变量参数），系统研究了MAPbI3层的行为特性。在所研究的温度范围（室温至80°C）内，该范围可能接近材料在日照条件下的实际工作温度，研究发现降解机制与水分子作用导致的晶格缺陷形成有关。这些缺陷会加剧晶格无序性，尤其在四方相向立方相转变的过渡区，该区域观察到降解动力学显著加速。氮气在该关键转变步骤中能帮助制定材料稳定化方案，因其表现出不止是惰性气体的作用。

    关键词： 光谱椭偏仪、光伏技术、X射线衍射、混合钙钛矿、稳定性、热循环

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 研究有机或混合半导体加工过程中光致发光与吸收原位演变的实验装置设置

    摘要： 原位测量技术在有机半导体或混合钙钛矿等新型半导体的溶液加工过程中应用日益重要，有助于理解其成膜机制。该背景下，测定光学特性（即光致发光PL与吸收）在加工过程中的演变至关重要。然而迄今为止，PL与吸收研究多相互独立，极大限制了对成膜动力学潜在机理的认知。为此我们开发了一套检测系统，可在目标薄膜溶液加工过程中同步测量完整吸收光谱与PL光谱。同时配套设计了可连接该检测系统的旋涂仪，能调控薄膜加工基底的实时温度。通过采用经典共轭聚合物P3HT进行旋涂测试验证了该技术潜力：通过关联吸收与对应PL数据，我们提取出加工过程中的PL量子产率（PLQY），发现其随基底温度升高而降低；此外在聚集过程起始前观测到显著的PL红移现象，揭示了固态薄膜形成前分子链平面化的重要性。

    关键词： 光致发光、原位测量、有机半导体、混合钙钛矿、旋涂法、成膜过程、吸收光谱、P3HT

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 钙钛矿光伏中的甲基铵多碘化物：从基础到应用

    摘要： 2017年发现的甲基铵多碘化物被提出可作为通过其与金属铅相互作用合成混合钙钛矿的简易前驱体，这引发了对其潜在应用的进一步积极探索。对其液态、前所未有的相多样性和高反应性等特殊性质的研究表明，甲基铵多碘化物是新型化合物——反应性多卤化物熔体（RPM）的首批代表。本综述总结了这些化合物独特性质的已有报道数据，讨论了它们在制备混合钙钛矿薄膜方面的潜力，并描述了多卤化物在钙钛矿太阳能电池降解中的作用。

    关键词： 钙钛矿、甲基铵多碘化物、混合钙钛矿、钙钛矿太阳能电池、RPM（反应性多碘熔体）、反应性多碘熔体

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 声学声子寿命限制了碘化铅甲铵中的热输运

    摘要： 混合有机-无机钙钛矿（HOIPs）已成为太阳能电池及其他光电器件中的重要半导体材料。电子-声子耦合在所有光电器件中都起着关键作用。尽管HOIPs的晶格动力学和声子频率已被深入研究，但声子寿命却鲜少受到关注。我们利用非弹性中子谱学（提供高能量分辨率）和全氘代单晶（减少氢的无序散射），对混合钙钛矿甲基铵铅碘（MAPI）中的声学声子寿命进行了高精度动量分辨测量。结果显示其寿命极短（皮秒量级），对应纳米级平均自由程，表明声学声子无法有效散热。基于第一性原理三阶微扰理论的晶格动力学计算表明，这种短寿命源于强烈的三声子相互作用以及与有机阳离子自由度相关的低能光学声子模式的高密度分布。如此短的声子寿命对MAPI及其他HOIPs中的电子-声子耦合具有重要影响，直接关系到光电器件中热载流子的冷却、带边载流子的输运与复合过程。这些发现揭示了HOIPs与传统光伏半导体之间的本质差异，也证明了理解晶格动力学对开发金属卤化物钙钛矿光电器件的重要性。

    关键词： 太阳能电池、非弹性中子谱学、晶格动力学、混合钙钛矿、热导率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 薄膜形貌改进及基于密度泛函理论的钙钛矿光伏材料MAPI/MAPSI研究发现

    摘要： 已对混合MAPI/MAPSI材料薄膜的形貌进行研究，结果表明合成阶段添加甲苯能显著改善所制薄膜的多孔性问题。X射线衍射图谱证实两种材料均存在结晶畴。通过Tauc图结合Kubelka-Munk转换函数对漫反射测量数据进行带隙值计算，进一步确认了混合物中两种材料的共存。另一方面，基于DFT的计算结果揭示了SCN基团在MAPSI晶胞内采取的真实几何构型。COHP分析表明最稳定结构中SCN基团呈轴向几何构型，该结论通过非共价相互作用(NCI)分析得到验证——该分析显示相同轴向构型下氢键相互作用数量更多。电子局域化函数(ELF)分析结果显示：与NCI分析结果一致，SCN基团和甲基铵阳离子均存在明显的电子局域化现象（在预期成键相互作用能级处ELF>0.8）。

    关键词： 混合钙钛矿、太阳能电池、薄膜、扫描电子显微镜、密度泛函理论计算

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用磁场对PbI2层进行表面改性以提高混合钙钛矿太阳能电池的性能

    摘要： 混合钙钛矿薄膜通过两步旋涂法制备。利用原子力显微镜和扫描电子显微镜对所得膜层进行研究，评估了PbI?前驱体溶液旋涂过程中磁场的影响。当施加的磁场与旋转方向产生的洛伦兹力将[PbI?]??离子推向基板内区时，PbI?薄膜中会形成更深更窄的峰-谷-峰结构。这种结构会产生更粗糙、多孔且比表面积增大的PbI?薄膜，从而促进碘化甲铵和氯化物前驱体溶液的渗透，进而增强钙钛矿的形成。在负磁场作用下旋涂PbI?薄膜时，可获得更高的电池性能和更可重复的结果。当磁场方向（及相应洛伦兹力）反转时，则产生相反效应。这表明磁场可用于调控由离子前驱体溶液旋涂制备的薄膜表面形貌。

    关键词： 太阳能电池，混合钙钛矿，辅助沉积，磁场，洛伦兹力

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 高度二向色性二维杂化钙钛矿晶体的分钟级快速结晶及其高效偏振敏感光电探测器应用

    摘要： 二维杂化钙钛矿在某些光电器件中展现出优于三维同类材料的性能，但其天然属性（如用于偏振光检测的天然二向色性）无法从微晶薄膜中提取。本研究首次开发出独特的微秒级快速结晶技术，成功生长出二维杂化钙钛矿(FPEA)2PbI4（1，FPEA为对氟苯乙基铵）块体晶体，该晶体具有优异的载流子传输特性（≈64.1 ns）和低陷阱密度（≈1010 cm?3）。其27.3 mm3 h?1的快速生长速率比其他二维材料高出近两个数量级。值得注意的是，其天然量子限域结构产生了非凡的二向色性，光学吸收比αc/αa ≈ 2.05，显示出在偏振光检测方面的巨大潜力。由此制备的晶体光电探测器对偏振光表现出大的光电流二向色比Imax/Imin ≈ 2.1、快速响应时间（400 μs）和高探测率（1011琼斯）。这是高二向色性二维杂化钙钛矿迄今最快的结晶技术，为其未来光电器件应用开辟了新前景。

    关键词： 光学二向色性、快速结晶、偏振光探测器、混合钙钛矿

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池吸收体表面的原子级描述

    摘要： 基于甲基铵铅卤化物CH3NH3PbI3（MAPI）的杂化有机-无机钙钛矿最近作为一种前景广阔的太阳能光伏吸收材料出现，其能量转换效率超过20%。对纯净MAPI表面进行原子级描述是理解其与氧化物或分子界面行为的第一步。我们采用Mattoni等人通过第一性原理计算推导出的MYP力场，对MAPI进行了经典分子动力学模拟。通过采用平板法模拟具有两个（001）PbI2终止表面的薄膜，报告了结构特性的温度演变，特别分析了表面及生长方向上MA+阳离子取向的变化。

    关键词： 分子动力学，太阳能电池，混合钙钛矿

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 三阳离子钙钛矿钝化实现高效稳定的硫化铅量子点太阳能电池

    摘要： 溶液法制备的量子点（QDs）在制造低成本、柔性化、大规模太阳能采集器件方面具有巨大潜力。最新研究表明，采用单一一价阳离子钙钛矿溶液对PbS量子点表面进行钝化的混合器件，其光伏性能较传统配体钝化方法显著提升。本研究证实，使用三元阳离子Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.9Br0.1)3钙钛矿组合物对量子点进行表面钝化，可获得高效太阳能电池——该器件在货架储存1200小时后仍保持初始性能的96%。通过多种光谱技术及高分辨透射电镜观测，我们确认钙钛矿壳层已成功包裹PbS纳米晶。研究发现三元阳离子壳层与量子点核能级匹配良好，在限制电荷复合的同时不影响活性层的载流子传输。因此，采用单步薄膜沉积工艺制备的光伏器件实现了11.3%的AM1.5G最高光电转换效率，超越了多数先前报道的钙钛矿钝化PbS太阳能电池性能。

    关键词： 量子点、溶液加工、三阳离子、太阳能电池、混合钙钛矿

    更新于2025-09-12 10:27:22