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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • 氧铵盐介导的空穴传输材料PEDOT:PSS二次掺杂实现高性能有机太阳能电池

    摘要： 聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)是有机太阳能电池(OSCs)中最广泛使用的空穴传输材料之一。虽然已采用多种策略来提高PEDOT:PSS的导电性，但能同时优化导电性、功函数和表面能以实现更好能级匹配与界面接触的有效策略却很少。我们在此证明，具有不同抗衡离子的氧铵盐(TEMPO+X?)可作为简便新颖的掺杂剂实现PEDOT:PSS的二次掺杂。TEMPO+X?与PEDOT:PSS之间实现的有效电荷转移过程增强了载流子密度并提高了PEDOT:PSS的导电性。此外，TEMPO+X?的不同抗衡离子可调节PEDOT:PSS的功函数和表面能，从而提升器件性能。以PM6:Y6为活性层的器件实现了超过16%的高功率转换效率(PCE)。该掺杂策略还可应用于聚(3-己基噻吩)等其他共轭聚合物。本研究为通过掺杂调控共轭聚合物特性提供了有效策略，从而显著提升有机太阳能电池的性能。

    关键词： 界面修饰、多功能二次掺杂、有机太阳能电池、氧铵盐、PEDOT:PSS

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 胺钝化氧化锌电子传输层用于提高热稳定性的钙钛矿太阳能电池

    摘要： n型氧化锌（ZnO）具有高电子迁移率、良好透光性及适宜功函数，被视为钙钛矿太阳能电池（PSCs）中理想的电子传输材料。然而ZnO与钙钛矿的化学相容性较差，通过一步旋涂法难以制备高效稳定的PSCs。本研究采用丁胺（BA）、异丁胺（IBA）和2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）三种氨基化合物对ZnO表面进行改性。这些氨基化合物能与三维钙钛矿反应形成更稳定的二维薄层结构，从而提升一步法制备的ZnO基PSCs稳定性。值得注意的是，氨基（NH2）和羟基（OH）的存在会引发偶极极化效应，使氨基改性ZnO的导电性也得到改善。ZnO表面的氨基化合物改性会影响其亲水性，进而关联钙钛矿薄膜的结晶过程。经IBA改性的器件展现出更优的稳定性，功率转换效率（PCE）可达18.84%。因此，我们为一步法制备高性能PSCs提供了优化ZnO电子传输层表面的新策略。

    关键词： 氧化锌、钙钛矿太阳能电池、界面修饰、热稳定性

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 理解共轭聚合物电解质在溶液法有机-无机杂化钙钛矿光电探测器界面改性中的机制

    摘要： 界面改性是提升光电探测器性能、抑制暗电流的有效策略。本研究将广泛应用于有机及钙钛矿太阳能电池界面工程的溶液加工型共轭聚合物电解质聚[(9,9-双(3'-(N,N-二甲基氨基)丙基)-2,7-芴)-交替-2,7-(9,9-二辛基芴)](PFN)引入基于α相甲脒铅碘(α-FAPbI3)钙钛矿的光伏型光电探测器阴极界面。该PFN层对器件整体性能产生双向影响：通过阻碍空穴注入有效抑制暗电流，使稳态参数（外量子效率、光响应度及探测率）显著提升；但同时导致瞬态光电流动力学变化——开启后出现峰值、关闭后形成长尾衰减，虽对上升时间影响甚微却延长了下降时间。电容-电压测试与阻抗谱分析证实，其机理源于电子传输层/PFN界面处累积光生电子的俘获与释放效应。本研究为理解共轭聚合物电解质在光电探测器与太阳能电池界面工程中的差异化作用机制，以及选择适宜电极修饰界面材料提供了重要依据。

    关键词： 共轭聚合物电解质、瞬态光电流动力学、稳态器件参数、α-FAPbI3钙钛矿光电探测器、界面修饰

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 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

  • 通过二元添加剂同时实现形貌优化与界面改性的聚合物太阳能电池性能提升

    摘要： 活性层形貌优化与电极缓冲层界面修饰是提升聚合物太阳能电池（PSCs）性能的常用策略。本研究采用1,8-二碘辛烷（DIO）和聚乙二醇（PEG）添加剂制备了PTB7:PC71BM体异质结PSCs，系统研究了二元添加剂对激子解离、电荷传输及电荷提取的影响。DIO促进给体/受体相分离以实现高效激子解离与电荷传输；PEG从活性层迁移至PEDOT:PSS层提升了PTB7结晶度，优化了电荷传输路径并增强PEDOT:PSS层导电性。通过二元添加剂在活性层形貌优化与阳极缓冲层修饰中的协同优势，器件实现了20.03 mA/cm2的高短路电流密度及提升的功率转换效率。该二元添加剂体系为同步优化PSCs活性层形貌与界面缓冲层提供了有效途径。

    关键词： 电荷提取，电荷传输，二元添加剂，聚合物太阳能电池，形貌，界面修饰

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 碳酸铯修饰的电子传输层用于提高平面钙钛矿太阳能电池的光电转换效率

    摘要： 二氧化钛（TiO?）是钙钛矿太阳能电池（PSCs）电子传输层（ETLs）的常用材料，但其缺陷限制了PSCs的发展。本研究采用具有优异电子注入能力的碳酸铯（Cs?CO?）对TiO? ETLs进行改性。改性后的PSC新结构为：FTO/TiO?/Cs?CO?/钙钛矿（MAPbI?）/螺-OMeTAD/背电极。结果表明，与未改性的太阳能电池相比，添加Cs?CO?使最佳光电转换效率（PCE）从9.2%提升至12.8%，且器件在250小时后仍保持原始效率的78%。此外，TiO? ETLs缺陷的减少降低了Cs?CO?改性后载流子的复合概率。得益于Cs?CO?优异的电子注入能力，改性后的ETLs具有更低的功函数和更小的能级势垒，使得TiO? ETL与MAPbI?层之间的能级匹配良好，从而降低了载流子复合概率。

    关键词： 碳酸铯，钙钛矿太阳能电池，电子传输层，界面修饰

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 阳离子功能化碳纳米点实现反式钙钛矿太阳能电池的界面钝化与结晶调控

    摘要： 实现钙钛矿光伏的全部潜力需要对器件中的非辐射损耗进行严格控制。本文采用合理设计的钠离子功能化碳纳米点（CNDs@Na）抑制了倒置平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）的界面载流子复合。碳点对Na+的结合效应抑制了碱金属阳离子的间隙占据并降低了多晶薄膜的微应变。此外，改性表面润湿性改善了钙钛矿的有序度和晶粒尺寸，从而抑制离子扩散并优化界面接触，减少界面电荷复合。最终，有效的界面钝化与结晶控制提升了PSCs的光伏性能与长期稳定性，在几乎无迟滞效应的情况下实现了超过20%的效率。

    关键词： 钠离子功能化碳纳米点、钙钛矿太阳能电池、离子扩散、陷阱密度、界面修饰

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 类三明治结构的电子传输层实现高效钙钛矿太阳能电池

    摘要： 钝化异质结界面的载流子复合并提升电荷分离效率是提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的有效手段。阳极与电子传输层（ETL）之间的界面修饰或构建双层结构ETL已被证实是实现高效电荷提取与收集的有效途径。结合这两种技术的优势有望进一步降低PSCs的能量损失并提升效率。本研究设计了一种三明治结构的SnO2-碳量子点-SnO2（S–C–S）ETL，即在超薄SnO2底层与SnO2顶层之间插入带隙可调的碳量子点（CQDs）超薄层。底层SnO2超薄层钝化了SnO2:F（FTO）的缺陷并减少了FTO/ETL界面的载流子复合。CQDs层增强了ETL的光学透过率，加速了载流子传输过程并提升了空穴阻挡能力。这种S–C–S ETL显著提高了PSCs的功率转换效率（PCE）并最大程度消除了迟滞效应。本研究为设计新型太阳能电池电子传输材料提供了新思路，为进一步提升PSCs的PCE奠定了基础。

    关键词： 功率转换效率，类三明治电子传输层，能带排列，钙钛矿太阳能电池，界面修饰

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 一系列作为反式钙钛矿太阳能电池界面材料的卟啉

    摘要： 界面材料可提升杂化有机-无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏性能。本研究开发了一系列卟啉衍生物（金属卟啉：MTPPS4，M=Zn2+、Cu2+、Co2+、Ni2+；自由碱卟啉：TPPS4）作为PSCs的界面材料。在倒置PSCs中，于PEDOT:PSS与钙钛矿层之间引入卟啉中间层，不仅使能级更匹配，还改善了钙钛矿层的质量。与未使用中间层的对照器件相比，添加中间层（按ZnTPP4、CuTPP4、CoTPP4、NiTPP4和TPP4顺序）的器件最大功率转换效率（PCE）分别提升了23%、25%、21%、17%和13%。其中基于CuTPPS4修饰器件的最高PCE达到14.61%。卟啉作为中间层促进了载流子传输并降低了界面电荷复合，从而提高了开路电压（VOC）、短路电流密度（JSC）和填充因子（FF）。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，金属卟啉，界面修饰

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 简易的RbBr界面修饰提升钙钛矿太阳能电池效率

    摘要： 高性能混合钙钛矿太阳能电池（PSC）凭借其宽光吸收范围、大电子扩散长度和小激发能等优异特性，成为新一代能源材料。然而迄今为止，钙钛矿沉积方法通常无法实现理想的薄膜覆盖，导致直接界面接触，严重削弱器件的光伏性能。为改善PSC器件中钙钛矿层（PL）/电子传输层（ETL）的界面功能，本研究采用溴化铷（RbBr）作为简易界面修饰剂——将其夹置于ETL氧化锡（SnO2）与PL[Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3]之间，制备平面型PSC。对氟掺杂氧化锡/SnO2/(RbBr)/PL/spiro-OMeTAD/Au（2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴）结构的RbBr修饰，可降低ETL/PL界面能垒，改善PL与ETL间的电子接触，并加速电子提取过程。该修饰使PSC功率转换效率从无修饰时的16.03%提升至18.29%。这种简便的RbBr修饰工艺与显著的性能提升，为未来能源研究开辟了新途径。

    关键词： 溴化铷，钙钛矿太阳能电池，电子传输，界面修饰

    更新于2025-09-16 10:30:52