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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 子电池特性对两端钙钛矿-硅串联太阳能电池填充因子的影响

    摘要： 串联太阳能电池的性能取决于其组成子电池的性能。虽然这种依赖关系在开路电压（Voc）和短路电流方面理论上较为直接，但对于填充因子（FF）及由此产生的效率而言则是间接的。我们通过简单模拟研究，通过系统改变各子电池的串联电阻、并联电阻和局部缺陷，分析其对串联电池性能的影响。结果表明：串联电阻对单结器件的FF影响显著，但对串联器件影响微弱；而并联电阻（分流效应）则呈现相反规律。我们发现当局部缺陷出现在电流受限子电池中时，对串联器件的限制最为严格。因此串联器件的FF与其子电池FF之间不存在明显关联。最后我们比较了两种底电池设计方案，强调采用高Voc底电池对实现高效串联电池的重要性。

    关键词： 串联电阻、串联太阳能电池、并联电阻、钙钛矿-硅、局部缺陷、填充因子

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 四氟化钛对钙钛矿太阳能电池的自发钝化作用

    摘要： 钙钛矿器件的效率、稳定性和可扩展性仍需进一步提升才能实现实际应用。缺陷钝化被认为是能同时提升钙钛矿器件光电性能与稳定性的重要策略。本研究展示了一种添加剂——四氟化钛（TiF4），它能自发富集于钙钛矿界面并有效钝化邻近电荷陷阱?；赥iF4钝化的器件实现了20.19%的光电转换效率，较未添加TiF4的对照器件提升了约22%。此外，含TiF4的钙钛矿太阳能电池（PSCs）耐湿稳定性显著增强。

    关键词： 界面，添加剂，四氟化钛，钙钛矿，钝化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 无机和混合钙钛矿在微型激光器中的进展

    摘要： 钙钛矿基光电器件因其卓越特性（如长载流子寿命、低缺陷陷阱密度、大吸收系数、窄线宽及高光学增益）的快速发展引起了全球关注。本文综述了自2014年首次观测到钙钛矿受激发射以来其光子激光特性，主要聚焦于基于钙钛矿固有活性微腔与外源被动微腔的三维结构。首先回顾钙钛矿晶体结构与光学特性的基础性质，随后根据形貌特征将钙钛矿激光器分为两类：自身能否支持激光行为的特性。每类再依据光反射路径细分为两种腔体（法布里-珀罗腔的驻波与回音壁模式腔的行波）。激光性能涵盖制备方法、腔体尺寸、阈值、品质因数、泵浦源等参数。最后探讨了钙钛矿激光器面临的挑战与发展前景。

    关键词： 法布里-珀罗腔，回音壁模式，半导体，激光器，放大自发辐射，钙钛矿

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 混合赝卤化锡钙钛矿用于高稳定性碳电极太阳能电池的开发

    摘要： 基于锡的钙钛矿材料会因Sn–I键较弱，在与空气中的水和氧气接触时迅速降解。为解决这一问题，我们开发了新型锡基钙钛矿FASnI(3-x)(SCN)x（x=0、1、2或3），采用拟卤素硫氰酸根(SCN?)替代卤素离子并抑制Sn2?/Sn??氧化反应。通过平面波密度泛函理论(DFT)量子化学计算研究了该系列拟卤素锡钙钛矿的结构和电子特性，计算结果与实验数据一致。采用FASnI(SCN)?锡钙钛矿制备的碳基器件效率（2.4%）较最优FASnI?器件（0.9%）提升约三倍，这归因于FASnI(SCN)?对Sn??生成更有效的抑制、电荷复合减缓、疏水性增强以及Sn与硫氰酸根间更强的相互作用。当引入10%苯乙胺碘化物(PEAI)和5%乙二胺二碘化物(EDAI?)作为共添加剂时，FASnI(SCN)?器件获得最佳光伏性能：短路电流密度JSC=20.17 mA/cm2、开路电压VOC=322 mV、填充因子FF=0.574，光电转换效率PCE达3.7%。此外，这些含拟卤素器件在空气中展现出可忽略的光电流-电压迟滞效应和优异的稳定性。

    关键词： 锡基钙钛矿，钙钛矿，硫氰酸盐，拟卤素，太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 退火对Cu2ZnSnSe4/CH3NH3PbI3/ZnS/IZO纳米结构光伏太阳能电池性能的影响

    摘要： 本文介绍了一种新型光伏太阳能电池，其纳米结构由双层Mo/FTO（氟掺杂氧化锡）玻璃基底上的Cu2ZnSnSe4/CH3NH3PbI3（MAPbI3）/ZnS/IZO/Ag构成。其中空穴传输层、活性吸收层、电子传输层、透明导电氧化物层和顶部电极金属接触层分别采用Cu2ZnSnSe4、MAPbI3钙钛矿、硫化锌、掺铟氧化锌和银制成?；钚晕詹鉓APbI3钙钛矿薄膜沉积在不同温度退火的Cu2ZnSnSe4空穴传输层上。随着退火温度升高，这些Cu2ZnSnSe4薄膜呈现出晶粒尺寸增大、针孔减少的形貌特征。当钙钛矿薄膜厚度设计为700 nm、Cu2ZnSnSe4空穴传输层为160 nm、IZO（氧化铟锌）为100 nm且退火温度为650°C时，实验结果表明太阳能电池特性显著提升：开路电压增至1.1 V，短路电流提高至20.8 mA/cm2，器件填充因子升至76.3%。此外，器件光电转换效率提升至17.4%，输出功率Pmax达1.74 mW，器件串联电阻为17.1 Ω。

    关键词： IZO，空穴传输材料，钙钛矿，CZTSe，磁控溅射

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过苯乙胺掺杂非晶旋涂溴化铅转化制备的高性能钙钛矿基发光二极管

    摘要： 通过将掺杂苯乙胺（PEA）的无定形溴化铅（PbBr2）转化，形成了大晶粒且高度取向的甲基铵三溴化铅（MAPbBr3）钙钛矿。在PbBr2溶液中添加优化摩尔比0.008%的PEA离子，有助于通过旋涂形成平滑的PEA掺杂PbBr2层。随后，在气化的溴化甲基铵（MABr）和氯化胆碱（CC）氛围下，该PEA掺杂PbBr2薄膜通过固-气反应转化为大晶粒且高度取向的MAPbBr3。此外，PEA和CC均能钝化钙钛矿缺陷以提升其晶体质量。将该钙钛矿层应用于钙钛矿发光二极管（PeLEDs）时，器件最大亮度与电流效率分别可达20,869 cd/m2和3.99 cd/A——较未掺杂PEA的PeLEDs分别提升约五倍和三倍。这种经PEA掺杂剂旋涂转化的PbBr2钙钛矿显著提高了对应PeLEDs的亮度和电流效率。

    关键词： 氯化胆碱、三溴甲基铵铅、钙钛矿、苯乙胺、溴化铅、发光二极管、旋涂法

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 零维混合碘铋酸盐衍生物：从结构研究到光伏应用

    摘要： 长期以来，研发无铅光吸收钙钛矿材料一直是研究者们让这种"明星"材料适应商业市场的目标。在对不同无铅太阳能吸收剂进行总结后，我们通过正交溶剂渗透法和客体溶剂分解法，制备出一种晶体结构中包含孤立六碘合铋(III)阴离子的零维碘铋酸盐(MA)3[BiI6]?3MACl（MA：CH3NH3）。我们分别通过单晶衍射和DFT计算，将该含BiI63-的化合物与一系列更常见的碘铋酸盐（特别是双核Bi2I93-）在维度特性上进行了对比。研究发现二聚体MA3Bi2I9在190K至160K之间存在文献未记载的二级相变。由热重排多晶薄膜制成的光伏器件（其结构类似于(MA)3[Bi2I9]），其功率转换效率达到1.09%。

    关键词： 光伏，碘铋酸盐，钙钛矿，零维，无铅

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 钙钛矿太阳能电池中用于红移光吸收与抑制界面复合的同步表面及体相组分调控

    摘要： 有机小分子卤化铵盐（AHSs）被广泛用于抑制溶液法制备的缺陷表面、能级不利的卤化铅钙钛矿膜的非辐射电荷复合，从而提升光电压，但往往以增大钙钛矿材料带隙为代价，这会限制光吸收并降低光电流密度。此外，对于异质成分后续表面处理导致的表面和体相组成变化，目前仍缺乏基础认知与直观表征。本文报道并证实：AHS浸泡处理可在钙钛矿膜表面形成δ-FAPbI3以实现缺陷钝化功能，从而减少界面复合损失并提高光电压；同时AHS分子向体相扩散并与钙钛矿材料合金化，降低带隙并使吸收区红移，进而增强光电流。经AHS处理的刮涂式钙钛矿太阳能电池（PSCs）在AM 1.5G光照下实现了21.9%的冠军功率转换效率（PCE），开路电压（Voc）高达1.18 V，显著高于未经处理的原始PSCs（19.2%），且优于其他组分的刮涂式PSCs。采用功能性有机小分子对钙钛矿膜进行表面处理，是实现合理组分调控与有利梯度分布的有效策略，有助于开发高效稳定的PSCs。

    关键词： 光吸收、钙钛矿、电荷转移、缺陷钝化、太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 制备氧化镍与碳纳米管复合材料以增强平面钙钛矿太阳能电池中的电荷传输

    摘要： 由于金属氧化物的导电性通常不足以用于倒置平面钙钛矿太阳能电池（PSCs），建议采用碳纳米管（CNT）嵌入氧化镍（NiOx）的混合空穴传输材料来增强导电性。通过将CNTs（0-20体积%）引入NiOx溶液，制备了全溶液法加工的NiOx/CNT复合材料。拉曼光谱证实CNTs已成功掺入基于NiOx的混合材料中。通过电导测量和导电原子力显微镜也证实了引入CNTs可提升NiOx的导电性。此外，瞬态光电流、稳态和时间分辨光致发光测试进一步证明了NiOx/CNTs混合材料的电荷提取性能增强。电化学阻抗谱显示，当该混合材料用作PSCs的空穴传输层（HTL）时，电荷复合率降低。值得注意的是，采用这种混合HTL使PSCs的平均功率转换效率（PCE）从13.1%提高到15.1%。最佳性能电池（使用7.5体积% NiOx/CNTs）的PCE高达16.9%。这种前所未有的HTL为提升溶液法加工倒置平面PSCs中无机电荷传输材料的性能提供了根本方法。

    关键词： 碳纳米管、钙钛矿、太阳能电池、电荷传输、氧化镍

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于飞秒激光辐照钙钛矿的非对称响应光电装置

    摘要： 我们研究了甲脒铅碘溴混合钙钛矿器件（FormamidinePb(I0.8Br0.2)3）在不同飞秒激光能量密度辐照下的非对称光电响应。光致发光（PL）光谱显示其峰位从772纳米（1.606电子伏特）蓝移至745纳米（1.664电子伏特），且受辐照钙钛矿的发光强度淬灭超过80%。元素分析与X射线衍射证实该蓝移源于组分变化。通过飞秒瞬态吸收光谱测得两个特征时间常数：193-46皮秒（界面复合过程）和1.9-0.61纳秒（晶粒内部带间复合过程）。当采用适当能量密度（0.135焦耳/平方厘米）的飞秒激光辐照后，器件呈现由不可逆电畴偏转导致的非对称I-V特性。由于缺陷诱导的电子-声子散射效应，该非对称程度对光照功率敏感。鉴于这种光敏性非对称I-V特性与其光电性能相关，本发现对光电二极管、存储器等光电器件研发具有重要价值。

    关键词： 非对称响应、飞秒激光、光电器件、钙钛矿、蓝移

    更新于2025-09-23 15:19:57