徐玫瑰&邵宗平AM:A位有序层状钙钛矿中阳离子选择性缺陷工程用于高性能可逆质子陶瓷电池

来源:知光谷发布时间:2025-08-21 10:24:44

可逆质子陶瓷电池(RPCCs)可实现高效的电-化学能转换,推动可再生能源利用。然而,其中低温(400–600 °C)运行受限于空气电极性能。A位有序层状钙钛矿PrBa₀.₅Sr₀.₅Co₁.₅Fe₀.₅O₅₊δ(PBSCF)虽具潜力,但仍面临活性和稳定性问题。本研究南京工业大学徐玫瑰和澳大利亚科廷大学邵宗平等人通过引入Pr缺陷(p-PBSCF)和Ba/Sr缺陷(bs-PBSCF),系统揭示了缺陷类型对性能的调控机制。Ba/Sr缺陷不仅增强Co位点活性,还提升氧空位浓度,促进质子与氧离子传输,显著提升电极活性与稳定性。

文章亮点:

缺陷类型决定性能提升路径:

Pr缺陷增强Co活性但抑制氧空位,限制质子传导;

Ba/Sr缺陷同时提升Co活性、氧空位浓度和质子传导,综合性能最优。

稳定性显著提升:

Ba/Sr缺陷虽增强水合作用,但因晶胞体积更小,Ba–O/Sr–O键更强,有效抑制Ba/Sr偏析,提升长期稳定性。

理论与实验紧密结合:

通过XAS、XPS、DFT计算等手段,系统揭示缺陷对电子结构、氧空位、水合行为的调控机制,为材料设计提供深入理解。



Y. Song, Y. Song, Y. Wang, et al. “ Cation-Selective Defects Engineering in A-Site Ordered Layered Perovskites for High-Performance Reversible Protonic Ceramic Cells.” Adv. Mater. (2025): e11519.

https://doi.org/10.1002/adma.202511519

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/21/50006615.html

责任编辑:wanqin
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
离子液体提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:34:30

尽管单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已突破27%,其商业化进程仍受限于长期运行稳定性的瓶颈。然而,即便在隔绝水与氧等外界应力的条件下,钙钛矿太阳能电池的寿命仍显著短于硅基器件。研究组设计并开发了一系列含乙二醇醚侧链的离子液体,以协同提升钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。该离子液体优先富集于钙钛矿底部,可显著抑制碘化铅的聚集及空隙的形成。

钙钛矿叠层将有望在5年内,率先应用于场景化示范基地来源:华晟新能源 发布时间:2025-12-04 13:54:25

郭明轩指出,单靠晶硅体系已难再实现大幅提效,而钙钛矿叠层凭借更高的理论极限,成为突破路径。在介绍华晟的最新进展时,郭明轩透露,公司已建成兆瓦级硅钙叠层小试线和百兆瓦级中试线,在210mm半片尺寸上实现29.01%的产线效率,小面积效率突破34.02%,处于行业领先。展望未来三到五年,郭明轩博士判断,钙钛矿叠层将在场景化示范基地率先应用;到“十五五”末期,有望形成成熟产品并实现一定规模的市场渗透。

郑州大学张懿强AM:双模式分子调控钙钛矿结晶,实现高效稳定的FAPbI₃太阳能电池与组件来源:知光谷 发布时间:2025-12-04 10:34:21

本研究引入二苯基碳酸酯作为双功能分子调控剂,可同时调控FAPbI薄膜的成核与生长过程。这种协同调控机制获得了均匀、大晶粒的钙钛矿薄膜,并显著降低了缺陷密度。因此,基于DPC的钙钛矿太阳能电池实现了26.61%的冠军效率,优于对照组器件。

25.05%!工程材料研究院1.68eV(电子伏特)宽带隙钙钛矿太阳能电池第3次刷新世界纪录!来源:钙钛矿光链 发布时间:2025-12-04 08:51:05

12月1日获悉,工程材料研究院新能源光伏技术团队自主研制的1.68eV(电子伏特)宽带隙钙钛矿太阳能电池,经权威第三方专业测试机构认证,以25.05%的光电转换效率第3次刷新世界纪录,在钙钛矿光伏技术领域持续领跑,为中国石油加快大型清洁电力基地建设和油田分布式清洁能源替代奠定了坚实基础。

兰州大学曹靖团队AM:卟啉分子“双面锚定”+“强偶极”界面策略实现钙钛矿电池高效与稳定来源:先进光伏 发布时间:2025-12-03 17:07:53

兰州大学曹婧团队设计了一种可溶液加工的四磺化卟啉中间层,其具备强偶极矩和多重配位点,可通过简单的水基后处理垂直锚定在SnO/钙钛矿界面。磺酸基团的强吸电子特性赋予该卟啉分子显著的固有偶极矩,极大促进了电子从钙钛矿向SnO的快速、高效提取与传输。UPS测试进一步证实,修饰后SnO电子传输层的导带与钙钛矿薄膜的导带匹配更为有利。

郑州张懿强AM:两步法FAPbI₃认证效率26.21%!双功能分子调控钙钛矿结晶!来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建 发布时间:2025-12-03 09:06:47

本研究引入碳酸二苯酯作为双功能分子调节剂,可同时调控FAPbI薄膜的成核与生长过程。通过羰基-Pb共价配位与芳香环π-Pb非共价相互作用的协同效应,DPC促进PbI发生可控预聚集以降低成核势垒,同时其与前驱体的强结合作用可延缓后续晶体生长。这种协同调控策略最终获得了晶粒均匀、尺寸大且缺陷密度显著降低的钙钛矿薄膜。结果表明,经DPC修饰的钙钛矿太阳能电池冠军光电转换效率达到26.61%,优于对照组器件;具有可扩展性的迷你组件效率达到21.24%。

中科大徐雪青EES:硼-卤化物相互作用用于通过两步法制备的1.68 eV宽带隙钙钛矿结晶调控来源:先进光伏 发布时间:2025-12-02 14:09:01

研究意义为两步法制备高性能宽带隙钙钛矿提供新策略。首次实现全溶液两步法制备钙钛矿/硅串联电池效率突破31%。结论展望本研究通过BCF分子引入,构建了硼-卤键与氢键协同的结晶调控新策略,成功制备出高质量1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜,实现单结23.49%、串联31.12%的高效率,并显著提升器件稳定性。

HZBA助力锡铅钙钛矿太阳能电池:抑制锡离子氧化+钝化缺陷,效率达21.09%来源:光伏研工坊 发布时间:2025-12-02 13:53:58

近期,一项关于“4-肼基苯甲酸(HZBA)添加剂”的研究,为解决这些难题提供了有效方案,让锡铅钙钛矿太阳能电池的光电转换效率实现显著突破。

窦乐添Nat Energy:锁铅”又“固底”:离子液体MEM-MIM-Cl实现钙钛矿电池高效率与高稳定来源:知光谷 发布时间:2025-12-02 11:40:39

本研究普渡大学窦乐添等人设计了一种带有乙二醇醚侧链的离子液体——甲氧乙氧甲基-1-甲基咪唑氯化物,通过与NiO的协同作用调控钙钛矿生长并稳定埋底界面。MEM-MIM-Cl通过与欠配位Pb发生螯合作用,诱导形成新型中间相,从而抑制缺陷及缺陷诱导的降解。此外,昼夜循环老化测试表明器件具有前所未有的抗疲劳性能,突显了MEM-MIM-Cl在同步提升效率与操作稳健性方面的双重作用。

AEM:盐酸肼衍生物平衡锡基钙钛矿溶液中的前驱体配位、效率突破20%来源:知光谷 发布时间:2025-12-01 16:00:02

实验结果表明,引入BHC后,锡铅钙钛矿太阳能电池的稳定性和能量转换效率均得到提升。提升锡铅钙钛矿太阳能电池性能:实验证明BHC处理后的器件具有更高的结晶度、载流子寿命及能量转换效率,并显著改善器件稳定性。

AFM:均质化磷官能团化富勒烯用于增强钙钛矿太阳能电池的电子提取性能来源:知光谷 发布时间:2025-12-01 15:57:35

传统的富勒烯C60虽然是钙钛矿太阳能电池中常用的电子提取材料,但它有两个明显的缺点:一是在溶液里容易抱团,溶解性差;二是和钙钛矿的“互动”太弱,导致界面能量损失。磷官能团的引入,就像给富勒烯装了“抓手”,既提高了它的溶解性,又让它能牢牢地抓住钙钛矿表面。效率与稳定性兼得:该策略不仅将电池效率推高至25.62%,更在长达1000小时的连续光照测试中表现出极强的稳定性,为实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新思路。