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oe1(光电查) - 科学论文

78 条数据
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  • 理解Cu-In-Ga-S纳米粒子致密性对钙钛矿太阳能电池空穴传输的影响

    摘要: 尽管紧凑型空穴传输层(HTL)薄膜一直被视为钙钛矿太阳能电池(PSCs)的必备条件,但其致密性对器件性能的影响却鲜少被详细研究。本研究基于FTO/CIGS/钙钛矿/PCBM/ZrAcac/Ag器件结构,结合光物理表征手段系统探究了该因素对器件性能的影响。通过调节旋涂速度,可控制FTO基底上CIGS薄膜的晶粒尺寸与覆盖比率,进而改变阳极界面的空穴转移效率。当转速为4000转/分钟时,钙钛矿与改性FTO之间的能级偏移降至最小值0.02电子伏特,此时器件性能最佳——转换效率达15.16%,开路电压为1.04伏特,且迟滞效应得到抑制。我们认为:基于所提出的机理,通过调控CIGS中间层的晶粒尺寸与覆盖比率的平衡点,可在界面载流子传输与复合的竞争中实现最优状态。本文深化了对PSC器件界面空穴转移机制的理解,将助力高性能器件的未来设计。

    关键词: 钙钛矿太阳能电池、紧凑性、铜铟镓硫、空穴转移、空穴传输层、复合

    更新于2025-11-21 10:59:37

  • 基于溶胶-凝胶和纳米粒子的NiOx空穴传输层在高性能平面钙钛矿太阳能电池中的研究

    摘要: 我们对用于高性能平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)的溶胶-凝胶法和纳米颗粒(NPs)基氧化镍空穴传输层(HTL)进行了全面研究与对比。通过紫外光电子能谱(UPS)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)系统分析了溶胶-凝胶与NPs的特性及薄膜性质,并利用J-V特性、量子效率以及光强对开路电压(VOC)的影响评估了其对器件性能的作用。通过对比这两类HTL及其器件表现,本研究可为氧化镍基PSCs提供充分可靠的依据,整体结论与讨论对高性能PSCs研发也具有重要参考价值。

    关键词: 氧化镍,平面钙钛矿太阳能电池,空穴传输层,溶胶-凝胶法,纳米颗粒

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • 通过一步溶剂热法制备分层花状硫化镍作为有机太阳能电池的空穴传输材料

    摘要: 本工作通过简单的溶剂热法制备了具有介孔网络结构的硫化镍(NiS)。研究了不同硫源含量对形貌变化的影响。最终,将所得不同硫掺杂量的NiS用作有机太阳能电池(OSCs)的空穴传输层(HTLs)。据我们所知,这是首次将镍基HTLs应用于OSCs。采用NiS_2.0(掺杂2.0克硫代乙酰胺(硫源)的NiS)HTL制备的OSCs表现出更高的功率转换效率(PCE),达到2.28%,优于NiS_1.0(掺杂1.0克硫代乙酰胺)、NiS_1.5(掺杂1.5克硫代乙酰胺)和NiS_2.5(掺杂2.5克硫代乙酰胺)制备的器件(分别仅为1.38%、1.88%和1.96%)。除光伏性能提升外,该器件还展现出优异的重复性,在环境稳定性方面具有高度可控性(可达360小时),而基于裸PEDOT:PSS HTL的OSCs仅能维持240小时。

    关键词: 稳定性、可重复性、合成、空穴传输层、有机太阳能电池、分级花状硫化镍

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 通过空穴传输层的梯度掺杂实现电荷提取,从而获得高发光且稳定的金属卤化物钙钛矿器件

    摘要: 钙钛矿太阳能电池(PSCs)不稳定的一个来源是界面缺陷,尤其是存在于钙钛矿层与空穴传输层(HTL)之间的缺陷。我们证明,在钙钛矿层上方热蒸镀无掺杂四苯并芘(120纳米),再覆盖锂掺杂Spiro-OMeTAD层(200纳米)和顶部金电极,可形成具有极低界面缺陷水平的优异空穴提取叠层。当钙钛矿层介于这种梯度HTL与介孔TiO2电子提取层之间时,其光致发光产率可达15%,而仅介于TiO2与Spiro-OMeTAD之间的钙钛矿层仅为5%。对于采用梯度HTL结构的PSCs,我们实现了高达21.6%的效率,并在AM1.5G连续光照下保持超过550小时的功率输出,初始性能保留超过90%,从而验证了我们的方法。这一发现标志着在构建具有最小非辐射损耗的稳定PSCs方面取得了突破。

    关键词: 钙钛矿太阳能电池、稳定性、电荷提取、光致发光、空穴传输层、梯度掺杂

    更新于2025-11-14 15:25:21

  • 两性离子掺杂的聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)薄膜结构测定:一项中子反射率研究

    摘要: 掺杂聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)可提升其导电性,但关于采用不对称电荷掺杂剂时PEDOT:PSS薄膜结构的研究甚少。本研究采用不同浓度的两性离子3-(N,N-二甲基十四烷基铵基)丙磺酸盐(DYMAP)对PEDOT:PSS进行掺杂,并通过中子反射率表征其对薄膜体相结构的影响。结果表明:低浓度掺杂时,薄膜分离形成准双层结构——粗糙度降低10%、厚度增加18%,但导电性较未掺杂样品下降;而随着掺杂浓度升高,薄膜形成均质层,导电性提升超过一个数量级,表面光滑度提高20%,厚度较原始样品增加60%。原子力显微镜和轮廓仪测量验证了这些发现,AFM高度与相位图像显示DYMAP在薄膜表面的存在量随浓度递增。中子反射率还表明最低浓度掺杂的PEDOT:PSS准双层结构之间存在渐变界面而非清晰分界。本研究为理解掺杂PEDOT:PSS薄膜的层状结构改性提供了依据,这对器件应用具有重要意义。

    关键词: 中子反射率、空穴传输层、导电性、薄膜结构、两性离子、PEDOT:PSS

    更新于2025-11-14 15:19:41

  • [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)- 室温制备的透明Cu-Zn-S纳米复合材料作为CdTe光伏器件中的空穴传输材料

    摘要: 在此,我们报道了采用连续离子层吸附反应(SILAR)法制备的室温加工Cu-Zn-S三元薄膜,该薄膜作为碲化镉(CdTe)太阳能电池中的背接触空穴传输层。这些Cu-Zn-S薄膜在可见光区域具有透明性,晶粒致密且电导率高。X射线衍射(XRD)测量显示沉积态Cu-Zn-S薄膜具有结晶特性。与仅使用金(Au)背接触相比,将Cu-Zn-S纳米复合材料作为CdTe器件中的背接触缓冲层,使器件性能从平均9.8%(10.4%)提升至平均12.4%(12.7%),其效果与热蒸镀的铜/金(Cu/Au)背接触相当。温度依赖的电流-电压特性表明,与仅使用Au和Cu/Au背接触相比,其背势垒高度降低。

    关键词: 连续离子层吸附反应法(SILAR)、铜锌硫(Cu - Zn - S)、背接触层、空穴传输层(HTL)、太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过PEDOT:PSS空穴传输层石墨烯掺杂提升倒置钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率

    摘要: 聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)作为倒置钙钛矿太阳能电池的空穴传输层(HTL)对器件性能具有重要作用。本研究展示了一种简单的低温旋涂方法,可制备均匀的石墨烯掺杂PEDOT:PSS薄膜,在不降低光学透过率的情况下显著提升电导率。此外,其表面生长的钙钛矿结晶度和环境稳定性均得到增强。石墨烯的疏水特性可能阻断了阻碍降解的不利反应。阻抗谱分析证实,掺杂HTL/钙钛矿界面具有更优的电荷提取能力和复合机制抑制效果,从而改善了太阳能电池的光伏参数,提高了常温工作条件下的稳定性,为制备混合钙钛矿基太阳能电池提供了一种简单且具成本效益的方法。

    关键词: 钙钛矿太阳能电池、PEDOT:PSS、掺杂、石墨烯、空穴传输层、阻抗谱

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 一种用于高效稳定平面钙钛矿太阳能电池的无掺杂空穴传输层

    摘要: 混合有机-无机钙钛矿是制备高效薄膜太阳能电池的理想材料。为使钙钛矿太阳能电池(PSCs)实现商业化应用,必须妥善解决其稳定性问题。本研究引入新型无掺杂有机材料PV2000作为稳定空穴传输层(HTL),用于制备高效稳定的PSCs。我们采用三价阳离子钙钛矿组分构建平面型PSCs,并以无掺杂PV2000聚合物替代常用的2,2′,7,7′-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9′-螺二芴(spiro-OMeTAD)空穴传输层。表征结果表明:PV2000具有优异的热稳定性、良好的空穴迁移率及与三价阳离子钙钛矿价带匹配的能带结构。通过优化PV2000薄膜厚度,我们获得转换效率达18.93%的平面PSCs,该性能与基于spiro器件的19.62%相当。进一步通过在钙钛矿/HTL界面沉积聚乙烯吡咯烷酮(PVP)薄层进行能带工程调控,将PV2000基器件的PCE提升至20.5%。更重要的是,与spiro基器件相比,PV2000 HTL使PSCs在热稳定性、耐湿性及工作稳定性方面显著改善——持续光照250小时后,PV2000基器件仍保持初始PCE值的88%,而spiro基器件仅剩39%。

    关键词: 效率、PV2000、稳定性、钙钛矿太阳能电池、空穴传输层

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 在室温环境条件下使用PEDOT:PSS的高效三明治结构钙钛矿太阳能电池

    摘要: 近年来,钙钛矿太阳能电池(PSC)因其效率与硅基太阳能电池相当且加工简便、成本效益高,在光伏领域广受关注。针对有机-无机金属卤化物在钙钛矿太阳能电池中的广阔应用前景,我们在常温环境下设计并制备了以PEDOT:PSS为空穴传输材料(HTM)的夹心结构甲基铵铅碘(CH3NH3PbI3)基PSC。该采用FTO/TiO2/钙钛矿/PEDOT:PSS/Pt结构的电池在标准光照条件下实现了15.24%的高转换效率。鉴于多数PSC在常温环境下稳定性欠佳,我们的器件在室温环境中保持了2小时的稳定性能。这是近年来首次报道的常温环境下具有此类高效率的夹心结构PSC。由于完全基于溶液法制备且无需真空沉积工艺,其成本优势显著。

    关键词: 钙钛矿、PEDOT:PSS、三明治结构、空穴传输层(HTM)

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于双(4-甲基硫代苯基)胺的空穴传输材料用于高效钙钛矿太阳能电池:载流子超快动力学与界面传输的机理研究

    摘要: 空穴传输层(HTLs)对钙钛矿太阳能电池的性能具有重要影响。一类以双(4-甲基硫代)苯胺为端基、碳氧硫为中心原子的线性小分子(简称MT基小分子)被用作HTL,在平面倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)中,其中两种材料的效率超过20%,相比平面倒置结构中广泛使用的聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(即PEDOT:PSS)HTL有显著提升。超快载流子动力学显示,MT基小分子HTL样品的激发热载流子冷却过程比PEDOT:PSS样品更快。飞秒瞬态吸收光谱光漂白峰的动力学分析表明,MT基小分子HTL与MAPbI3界面处的陷阱填充速度远快于PEDOT/MAPbI3界面。此外,MAPbI3向MT基小分子HTL的空穴注入时间约为向PEDOT:PSS的十分之一。这种快速的陷阱填充和空穴提取显著提升了光伏性能。这些发现揭示了载流子传输机制,为高效钙钛矿太阳能电池新型HTL的设计提供了重要思路。

    关键词: 空穴传输层,钙钛矿太阳能电池,超快载流子动力学

    更新于2025-09-23 15:21:01