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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 用于太阳能电池的电场辅助喷涂制备无铅碘化铋钙钛矿薄膜

    摘要： 通过喷雾技术在沉积MBI薄膜过程中施加0至1000V变化电压，制备出溶液法处理的甲基铵碘铋酸盐（MBI）钙钛矿太阳能电池。电场对MBI薄膜的形貌和表面粗糙度具有显著影响，这归因于库仑裂变过程改善了喷雾液滴的雾化效果。当沉积电压从0V提升至1000V时，MBI薄膜表面粗糙度从39nm降至19nm。所有MBI薄膜均在约500nm处呈现强吸收带。该钙钛矿太阳能电池的效率随沉积电压升高而增强，在1000V施加电压下获得最大2.33mA/cm2的电流密度。沉积过程中施加电压使光伏特性提升的原因在于：形成了具有更优表面形貌和粗糙度的均匀薄膜，从而促进高效电子转移并减少晶界处的载流子复合。

    关键词： 碘化甲基铵铋(III)、喷雾沉积、钙钛矿太阳能电池、电场、无铅钙钛矿

    更新于2025-11-21 11:18:25

  • 钙钛矿太阳能电池的表面钝化以实现效率与稳定性的提升

    摘要： 平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池（PVSCs）技术在向商业化推广的进程中，需要兼具高效率与最佳稳定性。通过在富勒烯（C60）/钙钛矿界面引入四十四烷（TTC，CH3(CH2)42CH3）这类小分子材料，我们显著降低了界面陷阱密度，从而抑制电子复合并促进电子提取。最终实现了20.05%的优化效率及79.4%的高填充因子——这是小分子修饰PVSCs中的顶尖性能之一。此外，疏水的TTC有效?；ち烁祁芽蟊∧っ馐芩鸷?。由此我们获得了更优异的长期稳定性：在空气中连续暴露200小时后仍保持初始效率的87%。

    关键词： 表面缺陷、电荷传输、表面钝化、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 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

  • 具有纳米多孔表面的透明Sn掺杂In2O3电极用于提升钙钛矿太阳能电池性能

    摘要： 我们报道了一种通过湿法刻蚀自聚集银纳米颗粒形成纳米多孔表面的ITO电极来提升钙钛矿太阳能电池性能的简便高效方法。有效去除嵌入ITO电极表面的银纳米颗粒后，在不改变ITO方阻（10.17 Ω/□）和550 nm波长光学透过率（89.08%）的前提下形成了纳米多孔结构。扫描电镜、透射电镜及二维多孔分布图检测表明，该纳米多孔ITO表面与电子传输层的接触面积增大，从而提高了钙钛矿太阳能电池的载流子提取效率。相较于平面ITO制备的器件，基于纳米多孔ITO表面的钙钛矿太阳能电池展现出更高的填充因子（81.1%）和光电转换效率（20.1%）。这些结果表明，具有纳米级多孔结构的改性ITO表面为提升钙钛矿太阳能电池效率提供了一种无需复杂工艺的简便有效途径。

    关键词： 接触面积，纳米多孔表面，锡掺杂氧化铟，银团聚，钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-11-21 10:59:37

  • 具有褶皱耐久性的超柔性钙钛矿太阳能电池：迈向可穿戴电源

    摘要： 钙钛矿材料因其机械柔性和高性能，在便携式设备光伏电源领域极具潜力；然而其柔性与效率仍需进一步提升才能实现实际应用。我们通过改变基底厚度并运用中性面概念，研究了多晶钙钛矿薄膜的机械断裂行为。这使得我们能在超薄基底（约2.5毫米）上制备无裂纹钙钛矿薄膜，并成功制造出效率高达17.03%的超柔性太阳能电池——该电池在0.5毫米半径下经历1万次弯曲循环后仍保持前所未有的柔韧性。采用金属网栅与导电聚合物复合的混合透明电极时，我们实现了大面积柔性钙钛矿太阳能电池（1.2平方厘米）13.6%的高效率。通过?；げ闶迪种行悦娓拍詈螅瞥嵝愿祁芽筇裟艿绯鼐?00次揉皱循环仍保持耐用性。该方法为制备便携式电源用柔性钙钛矿太阳能电池铺平了道路。

    关键词： 可穿戴电源，钙钛矿太阳能电池，机械耐久性，中性面概念，柔性

    更新于2025-11-21 10:59:37

  • 用于掺锰钙钛矿太阳能电池的多功能原子力探针

    摘要： 有机-无机钙钛矿半导体中的掺杂是调控其光电特性的有效方法。本研究系统考察了Mn/Pb摩尔比介于0%至2%之间的锰掺杂钙钛矿薄膜。与未掺杂器件相比，0.2%锰掺杂器件的性能得到提升，但进一步增加掺杂浓度会导致性能下降。多项特征（尤其是不同扫描探针显微镜特性）表明：掺杂浓度升高会降低结晶度并改变薄膜形貌，从而在高掺杂浓度下导致光伏性能恶化。在性能最佳的样品（0.2%掺杂）中，价带能级和带隙的偏移提升了开路电压，而晶界增多与表面电荷密度降低则造成短路电流的小幅下降。因此，结合多种薄膜表征技术的多功能扫描探针显微镜方法，为我们研究钙钛矿材料掺杂效应及相应器件性能提供了有效工具。

    关键词： EFM（静电力显微镜）、SKPM（开尔文探针力显微镜）、C-AFM（导电原子力显微镜）、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-11-20 15:33:11

  • 基于聚苯胺衍生物作为空穴传输材料的钙钛矿太阳能电池

    摘要： 近年来，钙钛矿太阳能电池（PSC）在学术界和工业界均受到广泛研究。尽管这种光伏技术具有低成本、易加工的优势，但其依赖的原材料成本较高，给大规模生产带来挑战。本研究采用聚苯胺（PAni）及其衍生物聚邻甲氧基苯胺作为空穴传输材料（HTM）替代最常用的螺-OMeTAD，在导电聚合物中掺杂十四烷基苯磺酸（DBSA）以提升导电性。同时评估了使用掺杂/未掺杂导电聚合物与不同金属电极组合的电池性能表现。当采用金电极与掺杂PAni-DBSA组合时，最佳光电转换效率达到10.05%，与使用螺-OMeTAD作为空穴传输材料的标准器件性能相当。

    关键词： 空穴传输材料，钙钛矿太阳能电池，聚苯胺

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 克服不稳定性以加速钙钛矿太阳能电池商业化的新策略

    摘要： 钙钛矿太阳能电池的当前效率已达到23.7%，与硅太阳能电池相当。然而，钙钛矿的不稳定性——尤其是在潮湿环境下——严重阻碍了其商业化发展。因此，要实现稳定的钙钛矿器件，必须清晰理解有机-无机钙钛矿的降解机制。本文研究了钙钛矿薄膜在不同电荷传输层（如致密TiO?层、致密ZnO层、ZnO箔、硅纳米线和多孔硅）上的形成与降解过程，并利用密度泛函理论深入分析了钙钛矿薄膜与基底间的相互作用。通过结合实验与理论结果，得出了更可靠的降解机制结论。研究重点表明：钙钛矿层中碘(I)原子与基底的相互作用决定了钙钛矿电池的稳定性。其中，硅与I原子的相互作用最弱，展现出最佳稳定性；而钙钛矿薄膜在TiO?膜上几乎立即发生降解。

    关键词： 降解、稳定性、钙钛矿太阳能电池、机理

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 原位二维钙钛矿的形成及二维/三维结构对钙钛矿太阳能电池性能与稳定性的影响

    摘要： 混合有机-无机钙钛矿太阳能电池存在长期稳定性不足的问题，这严重制约了这一新兴且有前景的光伏技术的广泛应用。本研究旨在提升基于CH3NH3PbI3的钙钛矿薄膜稳定性并深入理解二维结构的形成机制，在三维钙钛矿薄膜旋涂过程中引入含8、10和12个碳原子的烷基铵氯化物溶液，从而原位形成二维结构。通过X射线衍射和紫外-可见光谱分析改性薄膜，成功确定了部分二维结构的化学式。值得注意的是，只有在使用平面TiO2基底时，由二维+三维钙钛矿网络形成的CH3NH3PbI3薄膜稳定性才得以提升。稳定性增强效果遵循表面活性剂分子顺序：辛铵盐(8C) > 癸铵盐(10C) > 十二烷铵盐(12C)氯 > 标准对照组。与标准器件相比，采用改性钙钛矿薄膜组装的器件寿命提升了17.6%，该提升直接关联于时间相关单光子计数(TCSPC)测量获得的载流子寿命改善。

    关键词： 能量转换、光伏、稳定性、二维钙钛矿、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • 二维光子晶体纳米盘阵列作为电子传输层用于高效钙钛矿太阳能电池

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）目前展现出可重复的高效率；低成本、可扩展的电子传输层（ETLs）的制造正变得越来越重要。然而，对于那些具有优异光学/电学性能且为简单形态薄膜的电子传输层而言，这仍是一项挑战。在此，我们展示了一种采用二维光子晶体纳米盘（ND）阵列ETL的PSC，该ETL结构紧凑，但能极大地增强光捕获能力。该ND阵列通过纳米球光刻技术制备，使用单层自组装聚合物球作为物理掩模。我们只需控制聚合物球的大小，就能制备出具有不同晶格常数的ND阵列。最佳ND阵列表现出强烈的前向散射和光学限制效应，极大地提高了钙钛矿层中的光捕获效率。我们还观察到，ND阵列通过降低与钙钛矿层的接触电阻来改善电荷传输。采用ND阵列ETL的PSC实现了19%的最大功率转换效率，具有低的光电流-电压迟滞和稳定的光电流输出。

    关键词： 光学限制、二维光子晶体、纳米盘阵列、电子传输层、钙钛矿太阳能电池、前向散射

    更新于2025-11-19 16:46:39