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乐鱼体育:【前沿】钙钛矿太阳能电池商业化进程的巨大进步

编辑:乐鱼官方网站 来源:乐鱼官方网站 创发布时间:2021-07-01阅读71482次
  本文摘要:【章节目录】钙钛矿太阳能电池自打二零零九年初次报道至今早就得到 了巨大进度。

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【章节目录】钙钛矿太阳能电池自打二零零九年初次报道至今早就得到 了巨大进度。绝大多数水溶液法纪取的钙钛矿太阳能电池已资格证书的高效率超出20%之上。殊不知彻底全部效率高的钙钛矿太阳能电池全是用旋涂法纪取的,这类制得方式没法合乎现代化的高货运量与产业化制得的回绝。

学者产品研发了几类仅限于于产业化生产制造的钙钛矿薄膜制得方式,如:刮板填充料法、喷雾器堆积法、彩色打印机法和电堆积等。在其中,因为刮板填充料法的底材溫度效率高,因而在产业化制得高品质、大晶体钙钛矿薄膜方式中出类拔萃。

有一点伤心的是刮板填充料法纪取的钙钛矿太阳能电池高效率及其达到19%,早就十分相似旋涂法纪取的器件。商业化的生产制造不但要合乎与产业化生产制造,也要合乎生产制造低成本。可是如今钙钛矿太阳能电池都务必划算的空穴网络层来搭建效率高,如spiro-OMeTAD等。

除此之外,上言水溶性的空穴网络层的不会有导致将钙钛矿薄膜难以刷涂上来。因而充分考虑将空穴网络层除去不但不利降低原材料成本费,还不利降低产品成本,节约时间。殊不知在除去空穴网络层后,钙钛矿薄膜与ITO的功函数不给出导致空穴难以从钙钛矿传送至ITO层,因而导致器件高效率消沉。怎样解决困难功函数给出难题是制得无空穴层高效率钙钛矿太阳能电池应对的巨大挑戰。

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【成效简述】前不久,北卡罗纳高校和内布拉斯加高校林肯汽车校区的黄劲松专家教授在Nat.Commun.上公布发布了一篇问题“Moleculardopingenabledscalablebladingofefficienthole-transport-layer-freeperovskitesolarcells”的文章内容。该文章内容报道了一种分子结构掺入对策成功的解决困难了钙钛矿与ITO的可带不给出难题,搭建了高效率约20%的无空穴网络层钙钛矿太阳能电池,除此之外该科学研究顺应刮板填充料法成功搭建了高效率太阳能电池的批量生产化。

【文图简述】图1:刮板填充料法和掺入F4TCNQ分子结构的钙钛矿薄膜(a)刮板填充料钙钛矿薄膜平面图和F4TCNQ掺杂剂的化学结构式;(b)底材为150℃,风轻轻吹擦抹在ITO上的钙钛矿薄膜的侧边SEM图;(c-h)无掺入钙钛矿薄膜的AFM图(c)和表层势垒图(f);F4TCNQ掺入钙钛矿薄膜的AFM图(d)和表层势垒图g);将F4TCNQ顆粒淋在杂钙钛矿薄膜的AFM图(e)和表层势垒图(h);(i)各有不同钙钛矿膜表层电位差产自;(j)MAPbI3:F4TCNQ共混物能量图和电子器件移往全过程平面图。图2:显钙钛矿薄膜和掺入钙钛矿薄膜的导电率和光致发光使用寿命(a)钙钛矿薄膜竖向导电率的检测实体模型;(b)掺入与无掺入钙钛矿薄膜的I-V曲线图;(c)時间鉴别光致发光曲线图;(d)导电性原子力光学显微镜测试标准;(e-h)无掺入的钙钛矿薄膜的晶体外貌AFM图(e)与在晶体上与位错上的C-V图(f);掺入的钙钛矿薄膜的晶体外貌AFM图(g)与在晶体上与位错上的C-V图(h)。图3:钙钛矿薄膜外貌,器件构造与太阳能发电特性(a-b)掺入钙钛矿薄膜的低分辨率与高像素SEM图;(c)无空穴层钙钛矿充电电池器件框架图;(d)J-V曲线图;(e)恒定电流量和恒定PCE检测;(f)EQE和成绩电流量;(g)器件高效率的统计数据布局图。

图4:页面空穴移往原理(a)空穴在ITO/MAPbI3页面移往平面图;(b)空穴在ITO/F4TCNQ-MAPbI3页面移往平面图。【总结】该科学研究最先运用刮板填充料法解决了规模性制得高品质钙钛矿薄膜难点,随后根据分子结构掺入法解决困难了效率高无空穴网络层钙钛矿充电电池的难点。

最终器件高效率约20%,而且彻底无减缓效用。该科学研究为钙钛矿太阳能电池商业化的带来了黎明。


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