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利用集成金属网格提升碳电极导电性以增强全印刷介观钙钛矿太阳能电池性能
摘要： 碳基钙钛矿太阳能电池（C-PSCs）因具有高度稳定性、低成本及易于规模化制造的工艺优势，已成为钙钛矿光伏领域最具商业化前景的候选技术。然而碳电极有限的导电性制约了器件性能，成为商业化应用的主要障碍。本研究提出一种可扩展的碳电极导电性增强方法——通过在预制C-PSCs中集成铝/铜栅格结构。采用低温碳墨水将金属栅格附着于电池表面后，实验发现该方法能显著降低顶部电极串联电阻，使填充因子和光电转换效率大幅提升。栅格集成后，1平方厘米C-PSCs的功率转换效率（PCE）分别达到铜栅格13.4%和铝栅格13%，而标准C-PSCs仅为11.3%。在大尺寸11.7平方厘米模组中性能提升更为显著：铝栅格和铜栅格模组的PCE分别从7.7%跃升至10%和11%。该技术为高性能大面积C-PSCs提供了快速低温的制备路径，在钙钛矿电池及模组的大规模生产应用方面具有重要潜力。
关键词： 模块，碳基钙钛矿太阳能电池，效率提升，低温碳墨水，金属栅线，高导电性碳电极
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用尿素处理的两步法提升碳电极钙钛矿太阳能电池性能
摘要： 钙钛矿太阳能电池在光伏功率转换效率（PCE）超过25%方面取得了稳步的研究进展。钙钛矿薄膜的质量是影响器件效率的关键因素。尿素、DMSO和硫脲等路易斯碱已被应用于钙钛矿前驱体溶液中，通过一步法工艺有效控制薄膜形貌。本文报道了在两步法工艺中采用尿素处理以获得高质量碘化铅甲脒（CH3NH3PbI3）钙钛矿薄膜的方法。该方法通过将PbI2薄膜浸入尿素/碘化甲脒（MAI）混合溶液实现。优化后的MAI溶液中尿素浓度为0.4 mg/mL，由此获得的钙钛矿晶粒尺寸更大且结晶性优于未添加尿素的对照组。尿素添加剂的主要作用是与MAI和PbI2形成加合物MAI·PbI2·O=C(NH2)2，从而延缓钙钛矿薄膜的结晶过程。稳态和时间分辨光致发光测量表明，采用优化浓度尿素生长的CH3NH3PbI3钙钛矿具有更长的载流子寿命和更低的载流子复合率。最终，基于0.4 mg/mL最佳尿素浓度制备的碳基钙钛矿太阳能电池实现了增强的光伏性能，最高PCE达到13.10%，平均值为11.34%，而未经尿素处理的器件平均PCE仅为8.67%。
关键词： 路易斯碱添加剂、晶粒尺寸、碳基钙钛矿太阳能电池、尿素
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过锂掺杂提升溶液法制备的CsPbIBr2薄膜的光学、形貌及电子性能，实现高效碳基钙钛矿太阳能电池
摘要： CsPbIBr2钙钛矿在所有无机钙钛矿中展现出最均衡的带隙与耐久性特征，在光电领域具有巨大潜力。然而传统旋涂法制备的CsPbIBr2薄膜质量较差，限制了器件性能的进一步提升。本研究开发了一种新型锂(Li)掺杂策略，用于改善溶液法制备CsPbIBr2钙钛矿的光学、形貌及电学特性。当Li+离子掺入CsPbIBr2晶格后，获得了高度结晶且取向良好的晶体。与未掺杂样品相比，制备的锂掺杂CsPbIBr2薄膜在基底上具有更高的覆盖度、更大的晶粒尺寸和更少的晶界。锂掺杂还有效降低了CsPbIBr2薄膜中的陷阱态密度并延长了载流子寿命，从而减少能量损失并提高电荷收集效率。优化后的锂掺杂钙钛矿太阳能电池(PSCs)表现出优异的冠军功率转换效率(PCE)达9.25%，显著高于未掺杂器件(7.41%)。此外，在疏水性CuPc层和碳电极的保护下，未封装器件展现出优异的空气和热稳定性。本研究为低成本高效制备CsPbIBr2 PSCs提供了新途径。
关键词： 碳基钙钛矿太阳能电池，锂掺杂，CsPbIBr2，高效
更新于2025-09-11 14:15:04