有机/无机杂化钙钛矿太阳电池制备新途径:通过阳离子交换

来源:中科院化学研究所发布时间:2019-05-05 17:33:13

近年来,基于铅的有机/无机杂化钙钛矿材料受到了极大的关注,成为太阳电池研究的热点方向,其最高光电转换效率已达到23%。然而,由于这类材料结晶性强,利用常规的溶液涂布方法和采用常用的钙钛矿前驱体,很难控制钙钛矿薄膜的成核和结晶,导致薄膜的覆盖度低和光伏器件性能重复性差,可能制约着其进一步的推广应用。

在国家自然科学基金委的支持下,中科院化学所绿色印刷院重点实验室科研人员在前期染料敏化太阳电池研究基础上,针对目前钙钛矿溶液涂布存在的问题,利用固-气反应方法,通过有机阳离子交换途径制备高质量的钙钛矿薄膜,光伏器件性能得到显著提高。

最近该研究团队通过固-气反应实现了一维HAPbI3(HA=N2H4+)到三维非铅类锡钙钛矿MASnI3(MA=CH3NH3+)的转变。由于这种一维钙钛矿前驱体具有良好的成膜性,固-气反应后的三维钙钛矿薄膜在二氧化钛基底上具有很好的覆盖度。更重要的是,在阳离子置换过程中,由内部置换产生的肼气体可以有效地原位还原薄膜内部可能存在的四价锡,显著降低薄膜中载流子浓度,从而改善光生载流子输运。利用这种锡钙钛矿薄膜作为光吸收层,采用典型的二氧化钛介孔结构的钙钛矿电池在一个标准太阳光下的光电转化效率达到7.13%。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201905/05/306564.html
责任编辑:yangran
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
晶科能源与晶泰科技签署AI高通量叠层太阳能电池项目合作协议来源:晶科能源 发布时间:2026-01-08 10:22:16

全球极具创新力的光伏企业晶科能源近日宣布,与人工智能+机器人赋能研发创新的平台型企业晶泰科技签署战略合作协议,双方将共同成立合资公司,推进基于AI技术的高通量钙钛矿叠层太阳能电池合作研发。此举标志着两家在不同技术领域的领军者强强联合,正式开启在钙钛矿叠层等下一代光伏技术领域的深度协同,旨在通过“AI+机器人”重塑光伏研发范式,加速颠覆性技术的研发与产业化进程。

新加坡团队攻克钙钛矿-硅叠层太阳能电池量产化关键技术来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-01-04 14:06:35

新加坡国立大学的科学家们近期宣布,他们成功在工业级绒面硅片上,通过气相沉积工艺制造出了兼具高效率与长期热稳定性的钙钛矿-硅叠层太阳能电池。值得注意的是,今年6月,新加坡太阳能研究所的研究人员曾报告了钙钛矿-有机叠层太阳能电池取得了26.4%的认证效率世界纪录,并在更大测试器件上达到26.7%,创下了该技术至今的最高性能。

宁德时代申请钙钛矿叠层太阳电池及其制备方法专利来源:钙钛矿光链 发布时间:2025-12-31 15:50:51

国家知识产权局信息显示,宁德时代新能源科技股份有限公司申请一项名为“钙钛矿叠层太阳电池及其制备方法、光伏组件、系统及用电装置”的专利,公开号CN121218771A,申请日期为2024年6月。

27.2%!中科院游经碧团队Science:HVCD策略制备高效率钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿与OPV薄膜太阳能 发布时间:2025-12-23 14:11:11

近期,中国科学院半导体研究所游经碧研究员领导的团队发现,基于MACl制备的钙钛矿薄膜存在垂直方向上氯分布不均匀的问题,主要原因是MACl中的氯离子在钙钛矿结晶过程中迅速迁移至上表面引起富集。基于所开发的氯元素均匀分布的钙钛矿薄膜,团队研制出经多家权威机构认证、光电转换效率为27.2%的钙钛矿太阳能电池原型器件。该研究实现了钙钛矿太阳能电池效率与稳定性方面的协同提升,将为其产业化发展提供重要支撑。

溴功能化Bz-PhpPABrCz+Bz-PhpPACz二元混合SAM在纹理化钙钛矿/硅叠层太阳电池上实现31.4%效率来源:钙钛矿-晶硅叠层太阳电池TSCs 发布时间:2025-12-22 17:25:37

Huang等人关键发现:溴杂质意外提升性能意外发现:商用SAM材料4PADCB中意外含有溴代杂质,这些杂质反而提升了叠层电池性能。低滞后性:Mix和C-4PADCB电池滞后明显小于纯Bz-PhpPACz(图5B)。

AM:通过磺胺胍功能化实现高性能近红外二区锡基钙钛矿LED来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:57:42

环保型CsSnI基钙钛矿发光二极管因其发射峰可延伸至近红外二区,在生物监测、夜视、光通信等领域具有巨大潜力。本文郑州大学赵英杰、电子科技大学刘宗文和林克斌等人报道了利用功能化磺胺胍分子实现的高性能NIR-IICsSnI基PeLEDs。最终,优化后的CsSnI-SGPeLEDs实现了8.1%的外量子效率,这是目前报道的CsSnI基PeLEDs中的最高效率。实现目前最高效率的NIR-II锡基PeLED:优化后的CsSnI-SG器件EQE突破至8.1%,同时具备良好的工作稳定性。

ACS Nano:通过分级消除表面碘空位实现高效稳定的FA₀.₉₅Cs₀.₀₅PbI₃单晶钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-22 08:48:18

通过在亚稳区进行连续溶质补给的晶体生长,有效清除了微米级深度的碘空位;随后采用有机铵后处理进一步消除最表层残留空位。这种协同策略显著优化了载流子传输并抑制了非辐射复合,从而将单晶钙钛矿太阳能电池的效率从22.8%提升至25.5%。效率与稳定性同步大幅提升:单晶钙钛矿太阳能电池效率从22.8%提升至25.5%,同时T工作寿命从200小时延长至1000小时,是目前报道中效率最高、稳定性最突出的单晶钙钛矿太阳能电池之一。

Science最新:钙钛矿层在工业纹理硅片上的一致性生长以制备高稳定性叠层太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-19 13:55:59

前言:钙钛矿-硅串联太阳能电池的实验室效率已接近35%。我们采用基于蒸汽的共蒸发方法,在金字塔纹理硅基底上均匀沉积高质量的钙钛矿层,从而制备出效率、稳定性和可重复性都得到增强的钙钛矿–硅串联太阳能电池。利用TFPTMS调控吸附动力学带来的薄膜质量提升,钙钛矿–硅叠层太阳能电池在工业纹理化硅片上实现了超过31%的光电转换效率,并具有增强的可重复性。钙钛矿–硅叠层太阳能电池的EQE谱和反射曲线。

AEM:定制COF非骨架基团同步调控铅、碘、有机阳离子,打造高效稳定钙钛矿电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-19 09:28:35

研究亮点:首次提出通过调控COF非骨架基团实现“全组分离域结晶”策略,-F基团诱导的局部电荷不对称分布可同时与PbI(配位)、FA(氢键)和I相互作用,显著延缓结晶过程并提升薄膜质量。

常州大学朱卫国Advanced Materials:通过挥发性形态导向器的双相调控使阱抑制有机太阳能电池效率达到20.6%来源:先进光伏 发布时间:2025-12-18 11:07:59

针对这一问题,常州大学朱卫国课题组提出了一种基于挥发性固体添加剂1,3-二溴-5-碘苯的双相协同调控策略。该研究以“Dual-PhaseRegulationviaaVolatileMorphologyDirectorEnablesTrap-SuppressedOrganicSolarCellswith20.6%Eciency”为题发表在顶级期刊AdvancedMaterials上。径向分布函数与FT-IR光谱进一步证实了DBI优先与PM6的给体骨架发生非共价相互作用。时间演化分析显示适量DBI可促进PM6预聚集并同时抑制Y6的过度聚集。IR-AFM形貌图直观证实,适量DBI诱导形成了清晰、互穿的双连续相分离结构,而过量添加剂则导致相边界模糊、形成孤立域。

田庆文&刘生忠AEL:结晶路径决定性能:揭示高效稳定无机钙钛矿太阳能电池的微观结构演变来源:知光谷 发布时间:2025-12-18 10:15:01

溶液法制备的钙钛矿薄膜的结晶演化对其性能和稳定性至关重要。然而,由于在退火过程中观察多晶团簇动力学存在实验上的挑战,全无机钙钛矿的结晶动力学仍知之甚少。结果表明,增强的双香豆素与钙钛矿前驱体的相互作用促进了DIC-Cs+(δ相)异质晶种的自发形成。这项工作提供了对团簇生长过程的直接原位研究,指导了利用异质晶种制备高质量全无机钙钛矿薄膜的方法。