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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
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钾掺杂对钙钛矿太阳能电池光伏性能的影响
摘要： 我们制备了一系列钾掺杂（K掺杂）钙钛矿太阳能电池（PSCs）。对所制PSCs的结构研究表明，碱金属掺杂会影响钙钛矿层结构与形貌，使晶粒尺寸增大且表面更均匀。与未掺杂的对照PSCs系列相比，K掺杂样品因复合过程延缓而展现出更高的光伏性能和改善的运行稳定性。
关键词： 太阳能电池，钙钛矿，掺杂
更新于2025-09-23 15:21:01
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PCBM在抑制钙钛矿太阳能电池迟滞现象中的作用
摘要： 无机-有机杂化铅卤钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率已接近单晶硅电池，但仍存在滞后效应及光/电场诱导退化等问题。大量证据表明离子迁移是这些负面行为的关键因素，但直接原位研究仍缺乏对相关动力学的阐明。本研究制备了三种含苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）及其聚合形式（PPCBM）的PSCs以探究富勒烯对钙钛矿中离子迁移的作用：1）单层钙钛矿；2）钙钛矿/PCBM双层；3）钙钛矿/PPCBM双层（其中富勒烯分子通过共价键连接聚合物主链以抑制其相互扩散）。通过宽场光致发光成像显微镜研究了外电场下碘离子/空位的迁移行为。结果显示聚合态PPCBM层几乎无法抑制离子迁移，而PCBM则能有效抑制。温度依赖的计时电流法测量表明PCBM可降低活化能，X射线光电子能谱（XPS）显示PCBM分子能扩散至钙钛矿层并钝化碘相关缺陷。这种钝化作用显著减少碘离子/空位，从而降低内建电场调制和界面势垒。
关键词： 钙钛矿，离子迁移，J-V曲线滞后，PCBM
更新于2025-09-23 15:21:01
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碘化苯肼用于钙钛矿太阳能电池的表面钝化与缺陷抑制
摘要： 近年来，混合阳离子钙钛矿太阳能电池（HPSCs）因其卓越的光伏性能和低温溶液加工特性受到广泛研究关注。然而，要进一步提升HPSCs的功率转换效率，仍需解决钙钛矿材料的缺陷钝化及载流子动力学优化等挑战。本研究报道了新型材料苯肼碘化物（PHAI）作为添加剂应用于MAPbI3钙钛矿中，以实现反式HPSCs的缺陷最小化与载流子动力学增强。将PHAI引入钙钛矿前驱体溶液可促进可控结晶，延长载流子寿命并减少复合。此外，经PHAI处理的HPSCs表现出更低的钙钛矿晶界填隙陷阱态密度（1010 cm?2）、更高的载流子迁移率（≈11×10?4 cm2 V?1 s?1），以及显著提升的功率转换效率（≈18%），较原始器件提高约20%。
关键词： 表面钝化、缺陷抑制、添加剂材料、钙钛矿、太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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石墨炔：连接平面太阳能电池中SnO?与钙钛矿的桥梁
摘要： 在太阳能转换器件中，电荷传输层与光活性层的匹配至关重要。近期，基于SnO?电子传输层（ETL）的平面钙钛矿太阳能电池因其无与伦比的光生电子和空穴提取速率而使这一匹配问题尤为突出。为此，具有多重功能的石墨炔（GDY）被引入体系，从优化电子提取速率、诱导钙钛矿生长界面工程及钝化界面缺陷等多维度，最大化SnO?与钙钛矿的匹配效果，使其同时作用于钙钛矿结晶过程及后续光伏服役周期。掺杂GDY的SnO?层最终实现电子迁移率提升4倍及更优的能带排列，同时增强的疏水性有效抑制异质钙钛矿成核，形成晶界减少、缺陷密度降低的高质量薄膜。系统密度泛函理论研究表明，新形成的C-O σ键带来的电学性能增强及钝化的Pb-I反位缺陷均源于GDY的引入。该器件获得21.11%的光电转换效率且迟滞效应可忽略，表明这一方案可能激发GDY材料的无限潜能，并为钙钛矿太阳能电池的精细界面设计提供更多启示。
关键词： 石墨二炔、二氧化锡、太阳能电池、钙钛矿、界面工程
更新于2025-09-23 15:21:01
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石墨炔：连接平面太阳能电池中SnO?与钙钛矿的桥梁
摘要： 在太阳能转换器件中，电荷传输层与光活性层的匹配至关重要。近期，基于SnO?电子传输层（ETL）的平面钙钛矿太阳能电池因其卓越的光生电子与空穴提取速率差异，这一匹配问题尤为突出。为此，研究人员引入具有多重功能的石墨炔（GDY），从优化电子提取速率、诱导钙钛矿生长界面工程及钝化界面缺陷等多维度，最大化SnO?与钙钛矿的协同效应——这种界面功能同时作用于钙钛矿结晶过程及后续光伏服役周期。掺杂GDY的SnO?层最终实现电子迁移率提升4倍并优化能带排列，其增强的疏水性有效抑制异质钙钛矿成核，形成晶界减少、缺陷密度降低的高质量薄膜。系统性的密度泛函理论研究表明：新形成的C-O σ键带来的电学性能增强与钝化的Pb-I反位缺陷均源自GDY的引入。该器件取得21.11%光电转换效率且迟滞效应可忽略，预示GDY材料蕴含的无限潜力，并为钙钛矿太阳能电池的精细界面设计提供重要启示。
关键词： 二氧化锡、太阳能电池、石墨二炔、钙钛矿、界面工程
更新于2025-09-23 15:21:01
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从一维到三维：通过有机阳离子交换法由（吡咯烷鎓）PbI?制备CH?NH?PbI?钙钛矿太阳能电池薄膜
摘要： 合成并表征了一种一维（1D）钙钛矿（吡咯烷铵）PbI3的新晶型。该一维钙钛矿通过溶液旋涂具有良好的成膜性，可在甲胺气氛下通过有机阳离子交换法原位转化为致密均匀的三维（3D）CH3NH3PbI3。将转化后的三维钙钛矿薄膜作为光吸收层，相应的钙钛矿太阳能电池在模拟标准太阳光AM 1.5G光照（100 mW cm-2）下表现出高达19.2%的功率转换效率。
关键词： 三维的，一维的，钙钛矿，太阳能电池，单晶
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过飞秒激光抛光提升钙钛矿太阳能电池性能
摘要： 非辐射复合损耗是决定钙钛矿太阳能电池性能的关键过程，如何控制这一过程对钙钛矿材料研发具有重要意义。传统化学修饰/钝化方法通常工艺复杂且易引发二次污染。本研究展示飞秒（fs）激光抛光技术作为改善钙钛矿薄膜表面的有效手段，可降低非辐射复合损耗并提升电池性能。高强度飞秒激光脉冲通过电离过程能去除约20纳米厚的钙钛矿顶层，有助于减少晶界密度并在重结晶后增大钙钛矿薄膜晶粒尺寸。我们认为飞秒激光抛光是一项高效精准、适用于大规模器件生产的技术，将推动其在光电子领域的更多应用。
关键词： 飞秒激光、钙钛矿、复合、钝化、太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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聚合物控制钙钛矿单晶生长与包裹实现器件更优稳定性和性能
摘要： 商品级聚合物用于控制有机铅卤钙钛矿单晶的成核与生长。该聚合物（聚苯乙烯(PS)）通过与PbI2和MAI（MAPbI3钙钛矿前驱体）交联并产生强相互作用，实现对结晶过程的控制。PS浓度可调节成核时间、晶体尺寸及钙钛矿单晶数量。此外，基于PS的MAPbI3晶体不仅表现出更优异的性能，还具有增强的热稳定性和环境稳定性。具体而言，在空气湿度40-45%条件下经0.1太阳光持续照射50天（1200小时），PS-MAPbI3晶体的光电流比普通MAPbI3晶体高出3倍且能保持结构稳定。性能与稳定性的提升归因于PS与钙钛矿的直接相互作用，这显著减少了离子迁移、缺陷陷阱和电荷复合，同时提高了载流子迁移率和寿命。
关键词： 离子迁移效应、光电流、钙钛矿、长期稳定性、光电子学、晶体生长
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用表面偶极子的钝化机制可实现高性能钙钛矿太阳能电池
摘要： 采用二维钙钛矿是解决钙钛矿太阳能电池固有稳定性和电压问题的有效途径。然而，其他不同维度的钙钛矿对效率和稳定性是否具有相同影响尚不明确。本研究报道了在三维钙钛矿薄膜表面引入准三维氮杂环丁基铅碘（AzPbI3）作为次级层，显著提升了光伏参数。值得注意的是，由于表面偶极子的存在，AzPbI3形成了新型钝化机制，使光电转换效率达到22.4%。所获开路电压高达1.18 V，是目前单结钙钛矿太阳能电池报道的最高值之一，对应1.55 eV带隙的电压损耗为0.37 V。
关键词： 钙钛矿、偶极子、功函数、表面钝化、太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01