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揭示组分对钙钛矿太阳能电池本征长期稳定性的影响
摘要： 理解单个阳离子和卤素组分对钙钛矿太阳能电池（PSCs）本征长期稳定性的影响，对于同时实现高效器件与优异长期稳定性至关重要。本研究报道了一种低掺杂量（1%）的掺杂策略，用于揭示溴和甲铵（MA）对甲脒铅碘（FAPbI3基）PSCs本征工作稳定性的作用。该策略可在保持钙钛矿薄膜表观形貌和光学特性不变的前提下调控其缺陷密度。结果表明：向FAPbI3基PSCs中引入MA会因缺陷诱导降解而损害长期稳定性；而Br的引入通过抑制钙钛矿薄膜中的缺陷密度，有助于提升FAPbI3基PSCs的稳定性。本研究强调了缺陷管理对改善钙钛矿太阳能电池长期工作稳定性的重要性。
关键词： 组分效应、缺陷管理、本征稳定性、陷阱密度、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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混合阳离子锡卤化物的定向结晶：实现高效稳定的无铅钙钛矿太阳能电池
摘要： 作为最具前景的无铅分支材料，锡基卤化物钙钛矿因Sn2?向Sn??的严重氧化问题导致其转换效率远低于理论值。本研究通过简便的溴化甲铵组分工程调控，成功合成了具有超高取向结晶特性的甲脒/甲基铵混合阳离子锡基卤化物钙钛矿薄膜（优选晶面为(001)），并显著抑制了氧化反应，使陷阱密度明显降低。其中MA?离子负责实现优异的取向排列，而Br?离子则调控了带隙结构?；诟咧柿縈A?.??FA?.??SnI?.??Br?.??钙钛矿薄膜，器件转换效率从对照组甲脒三碘化锡(FASnI?)的5.02%跃升至9.31%，且迟滞效应几乎消除。该器件还展现出卓越的稳定性，在300小时光照后仍保持初始效率的80%以上，而对照组FASnI?器件在120小时内即失效。本研究为开发高效锡基卤化物钙钛矿太阳能电池、光电器件等提供了简便有效的途径。
关键词： 陷阱密度、溴化甲铵、定向结晶、锡卤化物钙钛矿、二价锡离子
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过使用羧酸富勒烯单层对TiO?表面进行钝化，提升了具有常规平面结构的SnPb钙钛矿太阳能电池的器件性能。
摘要： 近年来，锡铅（SnPb）钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其低带隙特性适用于叠层太阳能电池而备受关注。然而，多数研究基于采用PEDOT:PSS作为空穴传输层的倒置结构PSCs，因为常规结构PSCs效率较低。本研究阐明了常规结构SnPb PSCs效率低下的原因，并通过表面钝化方法尝试解决该问题。在常规PSCs中，二氧化钛层与SnPb钙钛矿界面存在大量源自Ti-O-Sn键的载流子陷阱。为避免二氧化钛与SnPb钙钛矿层直接接触，采用羧酸C60对二氧化钛表面进行钝化处理，使效率从5.14%提升至7.91%。这为通过异质结工程提升常规结构SnPb PSCs效率提供了方向。
关键词： 钝化，钙钛矿太阳能电池，锡，二氧化钛，铅，陷阱密度，界面
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用挥发性还原溶剂制备的高重现性高效FASnI?钙钛矿太阳能电池
摘要： 无铅锡卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其低毒性、理想带隙和高载流子迁移率而备受关注。然而，由于Sn2+易氧化为Sn4+，锡卤化物PSCs的效率和可重复性一直受限。本研究在FASnI3（FA：甲脒）钙钛矿前驱体溶液中引入液态甲酸（LFA）作为还原溶剂。与固体还原添加剂不同，LFA溶剂具有挥发性，因此在FASnI3钙钛矿薄膜中不会残留LFA。使用LFA溶剂制备的FASnI3钙钛矿薄膜具有高结晶度、低Sn4+含量、减少的背景掺杂和低电子陷阱密度。最终，无铅锡卤化物PSCs实现了超过10%的效率，并具有更好的可重复性。
关键词： 锡，无铅，氧化，陷阱密度，标准还原电位
更新于2025-09-23 15:19:57
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阳离子功能化碳纳米点实现反式钙钛矿太阳能电池的界面钝化与结晶调控
摘要： 实现钙钛矿光伏的全部潜力需要对器件中的非辐射损耗进行严格控制。本文采用合理设计的钠离子功能化碳纳米点（CNDs@Na）抑制了倒置平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）的界面载流子复合。碳点对Na+的结合效应抑制了碱金属阳离子的间隙占据并降低了多晶薄膜的微应变。此外，改性表面润湿性改善了钙钛矿的有序度和晶粒尺寸，从而抑制离子扩散并优化界面接触，减少界面电荷复合。最终，有效的界面钝化与结晶控制提升了PSCs的光伏性能与长期稳定性，在几乎无迟滞效应的情况下实现了超过20%的效率。
关键词： 钠离子功能化碳纳米点、钙钛矿太阳能电池、离子扩散、陷阱密度、界面修饰
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于共轭聚合物PTB7:PC71BM的太阳能电池的电荷传输与光伏特性
摘要： 我们通过测量不同温度（140-325 K）下的J-V特性，研究了基于PTB7:PC71BM的有机太阳能电池中的电荷传输。在黑暗条件下，两种模型主导了传输过程：低外加电压时遵循欧姆定律，高电压时则以陷阱限制电流为主，平均总陷阱浓度约为5.62×101? cm?3。更高电压下存在电极到体相的限制转变，其电导由泊松-弗伦克尔效应主导。我们还通过在室温下施加100 mW/cm2光照进行J-V测试研究了该结的光伏转换特性，获得了6.49%的功率转换效率。其他电池参数——短路电流密度JSC（12.87 mA/cm2）、开路电压VOC（0.77 V）和填充因子FF（0.65）——也与文献中其他有机太阳能电池数据进行了对比。
关键词： 电荷传输、光伏、有机材料、陷阱密度
更新于2025-09-19 17:13:59
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LiTFSI溶剂工程助力高效平面钙钛矿太阳能电池
摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSC）的性能与稳定性离不开钙钛矿薄膜的质量，溶剂工程被视为提升钙钛矿性能的有效策略。乙腈（ACN）常被用作溶解双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐（LiTFSI）的溶剂，但ACN会腐蚀钙钛矿薄膜，阻碍PSC效率与耐久性的提升。本研究采用溶剂工程方法寻找ACN的合适替代品以减缓钙钛矿薄膜的降解。结果表明：极性较小的异丙醇（IPA）能有效溶解LiTFSI，相比ACN可延缓钙钛矿层降解，从而减少缺陷与非辐射复合。最终采用LiTFSI/IPA添加剂的器件获得更优的功率转换效率（PCE），迟滞效应更小，冠军效率达19.43%；而使用LiTFSI/ACN的器件效率仅为17.12%。
关键词： 陷阱密度、非辐射复合、溶剂工程、异丙醇、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过后处理调节有机铅卤钙钛矿材料中碘化甲铵的量以实现高效太阳能电池
摘要： 本研究通过甲基碘化铵（MAI）后处理调控有机-无机钙钛矿材料组分以实现高效光伏性能。通过旋涂不同浓度的MAI溶液，可调节钙钛矿层中PbI2与MAI的含量。在钙钛矿材料中，MAI与PbI2的反应去除能降低光电流密度-电压曲线的迟滞效应。此外，采用高浓度MAI溶液处理钙钛矿时，过量MAI会掺入钙钛矿晶格。由于陷阱态密度降低，这类含过量MAI的钙钛矿展现出比含过量PbI2的钙钛矿更优的功率转换效率（最高达20.7%）。该后处理技术能在不影响钙钛矿晶体形貌与结晶度的前提下精确调控材料组分，将成为提升钙钛矿太阳能电池光伏性能的有效手段。
关键词： 离子组成、性能增强、钙钛矿太阳能电池、陷阱密度、表面处理
更新于2025-09-12 10:27:22
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在受控环境湿度条件下制备的高质量低缺陷MAPbI3–xClx钙钛矿薄膜，用于效率超过20%的钙钛矿太阳能电池
摘要： 常规的MAI[(CH3NH3I(甲脒碘化物，简称MAI))：PbI2：PbCl2=3:0:1[简写为(3:0:1)]]前驱体溶液在惰性气氛中处理时，能形成大晶粒尺寸的CH3NH3PbI3-xClx薄膜，但在环境空气中处理时会产生含有大量孔隙和裂纹的非均匀钙钛矿薄膜。此外，由于通过MACl损失形成MAPbI3相的过程缓慢，这些(3:0:1)薄膜需要显著更长的退火时间(通常为100分钟)，这不利于环境条件下钙钛矿薄膜的形成，因为长时间暴露在潮湿环境中会导致钙钛矿降解。纯MAPbI3薄膜可以从(1:1:0)(MAI:PbI2:PbCl2=1:1:0)溶液中在短退火时间内快速形成，但它们显示出小晶粒尺寸和较差的薄膜质量。本工作证明，在([MAI]：[PbI2]=1:1)前驱体溶液中用PbCl2部分替代PbI2对形成的钙钛矿薄膜的结晶速率、晶粒尺寸、结晶度和陷阱密度等薄膜形貌和质量有显著影响。在环境空气(湿度20%RH)中处理的(MAI：PbI2：PbCl2=1:0.8:0.2)前驱体溶液，可以在100°C下经过5分钟退火形成钙钛矿薄膜，与(1:1:0)薄膜相比，显示出更均匀、更大的晶粒尺寸和更高的薄膜质量，并具有降低的陷阱密度，从而显著提高了功率转换效率(PCE)，从基于(1:1:0)薄膜的钙钛矿太阳能电池(PrSCs)的16.7%提高到基于(1:0.8:0.2)薄膜的电池的20.04%。此外，还系统而全面地研究了R(R=[MAI]/[PbI2+PbCl2])对PrSCs的形貌、空穴迁移率、载流子寿命和效率的影响。本研究发现，在R=1时，MAPbI3-xClx能够实现最高的空穴迁移率和最长的载流子寿命，从而在R=1时获得最佳性能。
关键词： 混合卤化物钙钛矿太阳能电池、氯化铅、晶粒尺寸、陷阱密度、晶体生长中间体
更新于2025-09-12 10:27:22