西安交大在高效穩(wěn)定鈣鈦礦光伏技術(shù)領(lǐng)域取得效率認(rèn)證重要進(jìn)展
有機無機雜化鈣鈦礦材料具有可調(diào)的光學(xué)帶隙、高光吸收系數(shù)、低激子解離能等優(yōu)異的光電特性,近年來在光伏領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用研究,然而對于鈣鈦礦太陽能電池將來走向應(yīng)用還有一定的距離,需要更高的光電轉(zhuǎn)換效率和更好的工作穩(wěn)定性。大量研究表明,為獲得更高的光電轉(zhuǎn)換效率,需要降低鈣鈦礦薄膜的內(nèi)部缺陷,如I空位,Pb不飽和配位等。這些缺陷往往在鈣鈦礦薄膜的溶液制備和熱退火過程中產(chǎn)生,主要集中在鈣鈦礦薄膜的晶界及表面。
針對以上關(guān)鍵問題,西安交通大學(xué)吳朝新團(tuán)隊和合作者香港城市大學(xué)任廣禹團(tuán)隊合作開發(fā)了一種低維類鈣鈦礦鈍化層表面修飾鈣鈦礦吸光層的方法,有效降低了鈣鈦礦薄膜晶界和表面處的缺陷態(tài)密度。這種一維(1D)和零維(0D)的類鈣鈦礦,本身具有低的缺陷態(tài)密度,同時其晶格抗畸變能力較高。在與底層鈣鈦礦結(jié)合生長時,可進(jìn)行晶格匹配生長,實現(xiàn)了Pb-I的鍵合,有效地降低表面的I空位和Pb不飽和配位缺陷密度。通過這種工藝,實現(xiàn)了認(rèn)證效率24.18%,實驗室效率24.49%。同時,得益于低維類鈣鈦礦的高濕熱穩(wěn)定性,最終鈣鈦礦器件的穩(wěn)定性也得到大幅提升,最大功率連續(xù)光照輸出800h后,還可保持初始效率的90%。這項工作表明,可在鈣鈦礦上實現(xiàn)晶格匹配生長的、豐富的低維類鈣鈦礦為高效穩(wěn)定的鈣鈦礦器件設(shè)計提供了更廣泛的選擇,為未來設(shè)計兼具高效且高穩(wěn)定鈣鈦礦器件提供了一個具有參考價值的新策略。 ![]() 該項工作近期以《基于低維鈣鈦礦框架鈍化的高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池》(Highly efficient and stable perovskite solar cellsenabled by low-dimensional perovskitoids)為題發(fā)表于國際知名期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)。第一作者為課題組博士生陳今波。西安交通大學(xué)電信學(xué)部電子學(xué)院董化副教授、李璟睿特聘研究員、吳朝新教授以及香港城市大學(xué)任廣禹教授為共同通訊作者。西安交通大學(xué)為第一作者單位。該工作得到國家自然科學(xué)基金和科技部重點研發(fā)計劃項目的支持。論文的表征及測試也得到了西安交通大學(xué)分析測試共享中心(劉佳梅老師)以及西安交通大學(xué)國際電介質(zhì)中心(路璐老師)的支持。 文章鏈接:https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.abk2722 |
最新評論
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misszy 2022-03-11 14:01高效穩(wěn)定鈣鈦礦光伏技術(shù)
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好好學(xué)習(xí)123 2022-03-11 15:32這個厲害了啊。
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李錦艷 2022-03-11 15:52西交大在光伏技術(shù)取得的成果可喜可賀!
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mmttxiaoxiao 2022-03-11 16:01材料研發(fā)進(jìn)度加快
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wangjin001x 2022-03-11 18:27西安交大在高效穩(wěn)定鈣鈦礦光伏技術(shù)領(lǐng)域取得效率認(rèn)證重要進(jìn)展
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lisanshi2011 2022-03-11 19:14有機無機雜化鈣鈦礦材料具有可調(diào)的光學(xué)帶隙
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加油艾特我 2022-03-11 22:01改善鈣鈦礦的缺陷有效提高了能量效率
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feixiangxu 2022-03-11 22:30鈣鈦礦again