AM:聚合物-钙钛矿微晶异质结用于自供电光学传感与通信

来源:知光谷发布时间:2025-11-18 09:23:56

准外延聚合物-钙钛矿界面是推动下一代光电子器件的关键,具有高效的激子解离和载流子传输特性。然而,界面复杂性,包括能垒、不良界面和缺陷态,对器件的可扩展性和性能构成了重大挑战。

本研究印度科学教育与研究学院Bikas C. Das等人通过一种战术性的准外延生长方法,成功将CsPbBr₃单晶与图案化的P3HT薄膜集成,制备了高成品率的无机-有机突变异质结光电探测器。该策略将制备成品率从5%显著提升至38%,并展现出卓越的自供电光传感性能:室温下低于10 fA的超低暗电流、超过10⁶的光暗电导率比、≈132.2 dB的线性动态范围以及≈0.7 V的开路光电压。

研究团队利用多种先进的KPFM技术在纳米尺度上精确揭示了Br⁻空位在调控器件光电行为中的关键作用。此外,通过构建光强-频率转换器,展示了其在光学通信方面的先进传感能力。这些发现凸显了精密设计的聚合物-钙钛矿微晶异质结在突破当前性能瓶颈方面的重要性,为开发具有卓越性能和可靠性的可扩展、超快光子器件铺平了道路。

研究亮点:

  1. 成品率飞跃与界面创新:通过优化电极图案与准外延生长工艺,将功能性聚合物-钙钛矿微晶异质结的制备成品率从5%大幅提升至38%,为实现可扩展制备奠定了坚实基础。
  2. 极致性能参数:器件在自供电模式下表现出低于10 fA的超低暗电流、超过10⁶的光暗电流比以及高达132.2 dB的线性动态范围,多项指标领先于同类器件。
  3. 机制深究与应用示范:利用先进KPFM技术在纳米尺度上揭示了Br⁻空位对界面势垒和载流子动力学的关键调控作用,并成功将器件集成至光强-频率转换电路,演示了其在无线光通信中的应用潜力。

S. Sathyanarayana and B. C. Das, “ Polymer–Perovskite Microcrystal Heterojunction for Self-Powered Optical Sensing and Communication.” Adv. Mater. (2025): e17950.

https://doi.org/10.1002/adma.202517950


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202511/18/50012794.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
极电姜伟龙:从地面实证到苍穹蓝图,极电光能引领钙钛矿价值多维进阶来源:极电光能 发布时间:2026-08-10 09:59:50

极电光能副总裁姜伟龙博士在无锡太空光伏论坛发布钙钛矿太空应用路线图,提出“稳定性、发电能力、轻质柔性、设计弹性”四大基本功,披露大庆实证数据及“创势S2-玄甲”高强度组件进展,并规划2025—2030年三阶段太空验证与产业化路径。

上海叶烁数字喷墨与爱旭股份联合技术攻关 ——喷墨打印钙钛矿薄膜均匀性精准调控来源:索比光伏网 发布时间:2026-08-07 16:14:13

本文介绍了上海叶烁数字信息技术公司与光伏企业爱旭股份联合攻关钙钛矿/晶硅叠层电池量产难题的成果。针对大绒面晶硅底电池上钙钛矿薄膜均匀成膜难的核心瓶颈,双方构建了“设备–材料–工艺”三位一体协同优化体系:设备端通过高耐腐墨路系统与智能化波形调控,实现皮升级墨滴体积变异系数<3%;材料端建立溶剂挥发动力学模型,精准匹配喷头流变窗口(Z≈2–6),抑制咖啡环效应;工艺端创新引入毫秒级预结晶技术,消除湿膜梯度,提升结晶均一性。该方案已实现实验室1 cm²器件约30%转换效率,并在210×105 mm²大面积薄膜中达成PL映射相对标准差低至2.4%,验证了喷墨打印技术迈向GW级量产的可行性与可靠性。

突破31%!钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池新纪录:双界面工程助力效率与稳定性双丰收来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-08-06 08:36:09

本文报道了我国科研团队在钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池领域取得的重大突破:通过创新性提出“双界面载流子传输工程”(DICTE)策略,同步优化底部(空穴侧)与顶部(电子侧)界面,成功将小面积器件效率提升至31.09%(认证30.57%),大面积器件达28.85%,并显著增强长期稳定性——未封装器件在氮气环境中储存3576小时后效率保持94%,70°C热老化960小时后仍超90%,最大功率点跟踪756小时后保持91%。研究针对CIGS表面粗糙导致钙钛矿成膜不均、界面能级失配及缺陷复合等核心瓶颈,分别采用双层NiOₓ空穴传输层实现保形覆盖与高效空穴提取,以及EDADI/p-F-PEAI双分子协同钝化改善电子传输与能带匹配,系统解决了效率与稳定性难以兼顾的难题,为叠层光伏实用化提供了新路径。(199字)

北京大学材料科学与工程学院周欢萍团队在钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展来源:北京大学材料科学与工程学院 发布时间:2026-08-04 10:11:25

北京大学周欢萍团队针对钙钛矿太阳能电池因软晶格和低缺陷形成能导致的界面缺陷多、稳定性差等关键瓶颈,提出一种基于氩气/四氟化碳混合等离子体的表面工程新策略。该方法分两步实现原位界面重构:先以Ar等离子体物理刻蚀去除表面缺陷层,再利用CF₄等离子体产生的活性氟与未配位铅离子反应,构筑4–7纳米厚、连续致密且强键合的氟化铅钝化层。该钝化层显著降低界面缺陷密度(降幅约90%),提升载流子寿命与能级匹配,从而同步增强效率与稳定性。小面积电池效率达27.2%,100 cm²模组认证效率为23.5%;器件在高温、光照、紫外及循环老化等多条件下展现出优异长期稳定性。研究成果发表于《Science》。

发电增益超8%!极电钙钛矿高能绿电点亮无锡商业“新地标”来源:极电光能 发布时间:2026-07-23 09:41:15

无锡万象城西区屋顶光伏电站投运,首次规模化应用极电光能2.81㎡钙钛矿组件,创无锡商业体应用先例。组件凭借黑咖美学、96.6%高发电面积及抗高温高湿性能,实测发电增益超8%,年发绿电68万度。钙钛矿技术在大型商业综合体成功落地,开启绿色商业新范式。

越热越稳!极电钙钛矿组件在国家风光储输示范基地交出“满分”答卷来源:极电光能 发布时间:2026-07-17 09:40:41

极电光能钙钛矿组件在张家口国家风光储输示范基地完成半年实证:172天穿越冬夏,发电无衰减、PR值近100%,高温下效率反升。依托超低温度系数(-0.001%~ -0.004%/℃),打破“高温衰减”困局,首次验证钙钛矿在严苛大陆性气候下的高可靠性,加速产业化落地。

120颗卫星,用上钙钛矿太阳翼!光因科技与遨天科技达成战略合作来源:光因科技 发布时间:2026-07-16 08:51:16

2026年7月,光因科技与遨天科技签署战略合作协议,共同推进钙钛矿太阳翼在商业航天领域的应用。双方将围绕该新型空间电源的适配设计、在轨验证、批量供货及规模化部署开展深度协同,旨在推动钙钛矿光伏技术从试验验证迈向星座组网阶段。根据规划,遨天科技拟于2031年前发射120颗卫星,并向光因科技采购其钙钛矿太阳翼总体解决方案。作为国内商业航天电推进领域的领军企业,遨天科技已建成商用电推进智能产线,交付超200台推进系统,其中百余台已入轨,广泛支撑国家重大星座建设;光因科技则依托钙钛矿光伏产业化能力,成为遨天卫星电源系统的核心供应方。(198字)

MSWay与Halocell Energy签署合作备忘录,联合攻关柔性钙钛矿太阳能电池技术来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-07-15 08:54:14

MSWay与Halocell Energy近日签署合作备忘录,双方将联合推进柔性钙钛矿太阳能电池的产业化。MSWay将为其提供自主研发的柔性透明电极(FTE)材料,该材料具备高透光率、优异导电性与强机械柔韧性,是提升钙钛矿电池电荷收集效率、耐用性及整体性能的关键组件。这些FTE材料将被集成至Halocell Energy基于卷对卷(R2R)工艺的可打印钙钛矿太阳能电池生产流程中,以加速轻质、高效柔性光伏产品的规模化制造。此次合作旨在开发面向高价值及新兴应用场景的灵活太阳能解决方案,既是MSWay拓展国际技术联盟的重要举措,也为其柔性电极技术进入全球下一代太阳能市场奠定基础。双方将持续协作,推动柔性光伏技术商业化进程,助力可持续能源产业发展。(199字)

武汉理工大学AM:无反溶剂法制备高效α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2026-06-22 09:35:36

本文报道武汉理工大学团队针对无反溶剂法制备α-FAPbI₃钙钛矿太阳能电池所面临的成核缓慢、结晶不均及溶剂化中间体干扰等关键瓶颈,提出一种基于分子偶极矩调控的添加剂策略。研究筛选出偶极矩为1.9 Debye的氟取代间苯二甲酸二甲酯衍生物(DMIP-F),其可通过与Pb²⁺、FA⁺和I⁻形成多重配位与氢键作用,显著抑制不利中间相生成,将α相主导时间从150秒以上大幅缩短至23秒,从而获得高结晶性、低缺陷密度的高质量钙钛矿薄膜。基于该工艺,无反溶剂正置结构器件实现26.28%的光电转换效率,为同类器件最高公开纪录;同时展现出优异稳定性——85℃老化1500小时后效率保持93.7%,最大功率点追踪1000小时后仍维持初始效率的90%。

总投资20亿!内蒙这一地拟新建钙钛矿材料项目来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-06-17 17:15:00

内蒙古钛晶新能源科技有限公司拟在京蒙园区西片区投资约20亿元,建设新型钙钛矿材料及纳米合金金属粉体材料项目,建设期为2026年8月至2028年8月。项目占地约100亩,目前已向旗政府提交情况说明,处于报批及规划招商阶段。建成后预计年产值3.6亿元、年税收1亿元,年用电量约1亿度(折合标煤1.2万吨),年生活用水2000吨,可提供就业岗位约300个。项目不属于国家2024年产业目录限制类范畴,公司主营业务涵盖光伏设备制造、新材料研发、电子专用材料生产、储能技术服务及有色金属合金制造销售等领域。

光晶能源钙钛矿发电玻璃:从建筑立面开辟城市绿电新战场!来源:投稿 发布时间:2026-06-16 09:46:11

本文介绍了广东光晶能源科技有限公司在2026 SNEC光伏展上发布的钙钛矿BIPV(建筑光伏一体化)系列产品,聚焦其突破性应用——将发电功能融入建筑立面。文章指出,传统晶硅和碲化镉光伏难以适配幕墙等立面场景,而光晶能源的钙钛矿发电玻璃凭借高透光率(10%–90%可调)、可定制纹理与色彩、建材级安全认证(通过IEC、UL、CE及中国GB/T等多项标准)及量产效率达19%(最高认证20.8%)等优势,首次实现光伏与建筑美学、功能的深度融合。公司推出晶熠、琉光、臻纹、炫彩、琉彩五大系列,覆盖屋顶、车棚、幕墙、外墙、坡屋顶等全场景;增量成本约500元/㎡,典型项目投资回收期约6年。文章强调,此举响应“十五五”城市绿电考核需求,激活建筑立面这一面积为屋顶2–3倍的闲置资源,推动建筑从能耗单元转向绿色产能设施。