分享到:

硼酸提升钙钛矿太阳能电池前驱体溶液的稳定性

钙钛矿前驱体溶液的稳定性是一个长期被忽视的问题,其对器件效率、稳定性和一致性至关重要.在甲胺甲脒复合钙钛矿体系中,溶液的不稳定性主要是由碘化甲胺的去质子化及其衍生的转亚胺基副反应造成的.在本文中,我们系统研究了不同的酸添加剂对去质子化和转亚胺基反应平衡的影响规律,发现不易于升华的硼酸具有更好  (本文共7页) 阅读全文>>

青岛科技大学
青岛科技大学

混合有机阳离子钙钛矿薄膜相纯度和结晶性调控研究

钙钛矿材料凭借其独特的性能(如直接带隙、高吸收系数、窄带隙和高缺陷容忍度等)而成为从光伏到电致发光等领域的明星材料。钙钛矿太阳能电池(PSCs)的功率转换效率(PCE)在10年内迅速从3.8%增加到25.2%,这主要是基于组分工程,钙钛矿薄膜生长控制和钙钛矿/传输层界面工程实现的。可以说,钙钛矿薄膜的相纯度和结晶性对于器件的效率和稳定性起着决定性作用。提高薄膜相纯度和结晶性是提升钙钛矿太阳能电池综合性能的关键。为了提高钙钛矿薄膜的相纯度,我们系统地研究了此前比较容易被忽视的钙钛矿前驱体溶液的稳定性问题。我们发现在混合阳离子钙钛矿溶液中,甲胺碘(MAI)容易发生去质子化反应生成甲胺(MA),但是只有少量的MA气体从溶液中挥发出来,相反,绝大多数的MA分子立即与甲脒碘(FAI)缩合形成N-甲基碘化甲脒(MFAI)和N,N'-二甲基碘化甲脒(DMFAI)。基于以上理解,我们进一步开发了一种通用方法解决这一问题,该方法是使用硼酸三乙酯(...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌大学
南昌大学

基于新型胍基分子添加剂工程制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池

近年来,基于三维(3D)结构的有机-无机杂化钙钛矿材料(ABX_3,A=Cs~+,CH_3NH_3~+(MA~+),CH(NH_2)_2~+(FA~+);B=Pb~(2+),Sn~(2+),Ge~(2+);X=Cl~-,Br~-,I~-)为光吸收层构建的钙钛矿太阳能电池由于具有直接带隙、带隙可调节、吸光系数高、激子束缚能低和载流子寿命长,以及易溶液加工、成本低、光电转换效率高等优点,成为当今第三代新型光伏技术中的研究热点。经过不断优化,钙钛矿太阳能电池的认证效率已从2009年的3.8%达到如今的25.5%,接近商业化的硅基太阳能电池和Cu(In,Ga)Se_2(CIGS)薄膜太阳能电池的能量转换效率,展现出广阔的研究与应用前景。尽管如此,钙钛矿太阳能电池要想真正实现商业化应用,仍面临许多挑战。高质量的钙钛矿薄膜是实现高效稳定钙钛矿太阳能电池的关键。然而,目前钙钛矿薄膜的制备方法常为低温溶液法,该方法不能有效地控制钙钛矿的成核与晶...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京邮电大学
南京邮电大学

固体添加剂钝化策略构筑高性能钙钛矿太阳能电池

有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其优异的光电性能、制造成本低等优点,近年来受到人们的广泛关注。钙钛矿活性层作为光吸收层,其薄膜质量不仅影响PSCs的性能,而且还会影响器件的稳定性。因此高质量薄膜的构筑是获得高效、稳定的PSCs的重要前提。然而目前倒置PSCs所普遍采用的低温溶液制备方法远离热力学平衡,这导致最终所制备的多晶钙钛矿薄膜不可避免地产生大量缺陷。添加剂工程作为一种简单高效的活性层形态调控手段,不仅能够在钙钛矿结晶动力学调控中发挥重要作用,还能够有效地钝化钙钛矿薄膜的体缺陷、晶界及表面缺陷,是获得高质量钙钛矿薄膜、提升器件性能的最有效的方法之一。基于此,本文主要通过在钙钛矿活性层中引入新型有机固体添加剂,调控钙钛矿晶体的成核和生长过程,钝化钙钛矿薄膜缺陷,改善薄膜质量,从而提升器件功率转换效率(PCE)及稳定性。具体研究内容如下:(1)选用商业化的吡啶二甲酸(PDA)分子作为高效钝化剂,通过羧酸和吡啶官能...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

介观钙钛矿太阳能电池吸光材料的组分调控研究

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PSC),由于其在光伏性能方面优良的表现而被研究者广泛关注。目前,获得认证的钙钛矿太阳能光伏器件光电转化效率已达22.7%。然而获得较高光电转化效率的PSC普遍采用价格较高的空穴传输材料和贵金属电极,制作成本较高。此外,高效器件多采用旋涂工艺制备钙钛矿吸光层,不利于PSC的大面积制作与生产。对于无空穴传输层印刷介观钙钛矿太阳能电池(MPSC),采用石墨复合的碳电极取代金属电极,同时摒弃了价格较贵的有机空穴传输层,降低了PSC的制作成本,避免了因有机材料分解所造成的器件稳定性问题。此外,MPSC电池采用简单的印刷工艺制备介孔膜,同时采用滴涂工艺制备钙钛矿,解决钙钛矿旋涂制备工艺对器件基底大小的限制,为PSC规模化生产制作创造了条件。本论文首先利用溶液法制备了阴阳离子掺杂钙钛矿(5-AVA)_xMA_(1-x)PbI_(3-y)(BF_4)_y并应用于无空穴传输层MPSC中。通过组分优化制备出了钙钛矿...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

钙钛矿电池中吸光层与空穴传输层之间的相互作用及对器件性能的影响研究

钙钛矿太阳能电池具有可溶液加工,低成本,光电特性优异等优点,近十年来飞速发展,目前小面积(1 cm~2)器件的认证效率已经超过25%,未来有望实现商业化。在钙钛矿太阳能电池中,制备高质量的钙钛矿吸光层是实现高效稳定器件的关键。通常钙钛矿前驱体中含有化学活性基团,如有机胺等,因此探究钙钛矿与下层功能层之间的作用,以及如何利用界面调控来制备高质量钙钛矿薄膜是进一步提高器件性能和稳定性的关键。在本论文中,以反式平面钙钛矿太阳能电池为研究对象,主要研究钙钛矿薄膜与下层高分子空穴传输层之间的相互作用,以及对器件性能参数和稳定性的影响,具体如下:1、揭示钙钛矿前驱体对处于氧化态的空穴传输层聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)的还原作用,并探究其对器件开路电压的影响。首先发现利用甲胺气体后处理法制备的正式结构的钙钛矿太阳能电池器件性能良好,但制备的基于PEDOT:PSS空穴传输层的反式结构器件性能很差。研究发现,...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>