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钙钛矿薄膜制备技术的研究综述
1
作者 曾鹏 蔡建平 +3 位作者 周健 曾涛 冷仕军 徐瀚洲 《太阳能》 2025年第2期36-43,共8页
钙钛矿太阳电池因具有较高的光电转换效率、良好的成本效益和简便的制备工艺,成为替代传统硅基太阳电池的有力竞争者,在光伏行业引起了广泛关注。为实现钙钛矿太阳电池的产业化生产,钙钛矿薄膜的制备技术仍需进一步探索和优化。针对溶... 钙钛矿太阳电池因具有较高的光电转换效率、良好的成本效益和简便的制备工艺,成为替代传统硅基太阳电池的有力竞争者,在光伏行业引起了广泛关注。为实现钙钛矿太阳电池的产业化生产,钙钛矿薄膜的制备技术仍需进一步探索和优化。针对溶液法、气相沉积法及大面积制备法3类钙钛矿薄膜制备技术进行了综述,并对各种制备方法的制备流程、优势和劣势进行了详细分析。分析结果表明:溶液法虽然在实验室研究中广泛应用,但因其材料利用率低,在产业化生产中较难推广。气相沉积法虽然能够制备高质量的钙钛矿薄膜,但因其设备投资和能耗均较高,导致其未能得到广泛应用。虽然大面积制备法已满足钙钛矿薄膜产业化生产的基本要求,但在提升钙钛矿太阳电池光电转换效率和优化钙钛矿薄膜制备技术方面仍有待深入研究。以期研究结果可为钙钛矿太阳电池的产业化制备提供技术支持,促进其在新能源领域的发展和广泛应用。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳电池 钙钛矿薄膜 溶液法 气相沉积法 大面积制备法
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大面积有机–无机杂化钙钛矿薄膜及其光伏应用研究进展 被引量：2
2
作者 张慧 许志鹏 +2 位作者 朱从潭 郭学益 杨英 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期457-466,共10页
有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池具有制备成本低、光电转换效率(Photoelectric Conversion Efficiency,PCE)高的巨大优势,显示出广阔的商业化前景。经过十几年的深入研究,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)的实验室器件(&l... 有机–无机杂化钙钛矿太阳能电池具有制备成本低、光电转换效率(Photoelectric Conversion Efficiency,PCE)高的巨大优势,显示出广阔的商业化前景。经过十几年的深入研究,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells,PSCs)的实验室器件(<1 cm^(2))、大面积器件(1~10 cm^(2))、迷你模组级器件(10~800 cm^(2))和模组级器件(>800 cm^(2))的最高认证PCE已分别提升至26.10%、24.35%、22.40%和18.60%。随着PSCs面积扩大,PCE急剧下降,这主要是因为制备方法的局限性,难以获得高质量的大面积钙钛矿薄膜。实验室器件常采用的旋涂法难以应用到实际生产中,目前大面积钙钛矿薄膜的制备方法主要有刮涂法和狭缝涂布法,但其存在薄膜成核结晶过程难以精确控制等问题。本文从大面积有机–无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法入手,介绍了大面积钙钛矿层成膜机制及薄膜质量提升策略。最后,对未来高PCE、高稳定性的大面积PSCs的制备技术和应用进行了展望,旨在对高性能的大面积PSCs研究提供有益参考。 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 钙钛矿太阳能电池 大面积 成膜控制 综述
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新型空间太阳能电池用的钙钛矿薄膜与器件的电子辐照效应 被引量：1
3
作者 罗攀 李响 +3 位作者 孙学银 谭骁洪 罗俊 甄良 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期199-208,共10页
钙钛矿太阳能电池由于具有高效率、低成本、高比功率以及明显优于硅基和Ⅲ-Ⅴ化合物太阳能电池的辐照抗性等优点,被认为是新型空间太阳能电池的有力竞争者之一.目前,人们重点关注钙钛矿太阳能电池的辐照效应,而对核心的钙钛矿薄膜的辐... 钙钛矿太阳能电池由于具有高效率、低成本、高比功率以及明显优于硅基和Ⅲ-Ⅴ化合物太阳能电池的辐照抗性等优点,被认为是新型空间太阳能电池的有力竞争者之一.目前,人们重点关注钙钛矿太阳能电池的辐照效应,而对核心的钙钛矿薄膜的辐照损伤机理研究较少.本文首先利用蒙特卡罗法模拟预测了钙钛矿太阳能电池的电子辐照效应,然后结合电子辐照前后钙钛矿薄膜的微观组织结构表征和光学/电学性能对比,阐述了薄膜的辐照损伤机理,并对钙钛矿太阳能电池的电子辐照可靠性进行了评价.研究表明,混合阳离子钙钛矿薄膜与太阳能电池表现出优异的电子辐照抗性.即使在累计剂量达5×10^(15)e·cm^(-2)的100 keV电子辐照下,电池依然可保持17.29%的平均能量转换效率,维持了约85%的初始效率水平.本研究为新型空间太阳能电池的抗辐照加固设计提供了理论与实验依据,有助于提高新型空间太阳能电池的服役性能与可靠性. 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 钙钛矿太阳能电池 电子辐照 损伤机理
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纳米氧化锌对钙钛矿薄膜本征性能和光谱性能的影响研究
4
作者 于嫚 谢国鑫 +1 位作者 赵肖娟 李兆 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1482-1486,共5页
有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其优异的光电特性、低廉的制备成本、高效的转换效率等优越特性,成为光伏领域的研究热点。电子传输层作为钙钛矿电池的核心层,主要起到提取和传输光生载流子的作用,且能够作为空穴阻挡层,抑制钙钛矿活... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其优异的光电特性、低廉的制备成本、高效的转换效率等优越特性,成为光伏领域的研究热点。电子传输层作为钙钛矿电池的核心层,主要起到提取和传输光生载流子的作用,且能够作为空穴阻挡层,抑制钙钛矿活性层中电荷复合,所以优异性能的电子传输层对钙钛矿太阳能电池的发展至关重要。可目前钙钛矿光伏器件常用的刚性电子传输层(介孔层或致密层)均需要高温烧结,这限制了其在柔性钙钛矿器件方面的应用。因此,开发一种可应用于钙钛矿光伏领域的柔性电子传输层成为当前亟待解决的问题之一。纳米ZnO具有合适的能级和较高的电子迁移率,且可以通过低温制备,被广泛应用在光伏器件中作为电子传输层。因此,通过旋涂法和静电纺丝法分别制备了刚性纳米ZnO和柔性纳米ZnO电子传输层,确定了静电纺丝法制备柔性纳米ZnO的最佳制备工艺。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计和稳态/瞬态荧光光谱系统研究了刚性和柔性纳米ZnO对钙钛矿薄膜形貌、结构和光谱性能的影响。结果表明,钙钛矿薄膜的形貌对基底纳米ZnO的形貌依赖性很强。而基于刚性和柔性纳米ZnO的钙钛矿薄膜几乎呈现相同的结构和光谱吸收范围,荧光发射峰均在770 nm附近,且柔性纳米ZnO的荧光猝灭效率为82%,几乎和刚性纳米ZnO的荧光猝灭效率(85%)相媲美。进一步,根据瞬态荧光动力学数据计算获得刚性和柔性纳米ZnO的界面电荷分离效率分别为61%和41%,这表明通过静电纺丝法制备的柔性纳米ZnO具备一定的界面电荷分离能力,有望成为新型的柔性电子传输层。这对柔性基底钙钛矿太阳能电池的设计具有重要参考价值,对促进钙钛矿光伏应用具有现实意义。 展开更多
关键词 纳米氧化锌 钙钛矿薄膜 形貌结构 光谱性能
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准分子激光对CH_(3)NH_(3)PbI_(3)钙钛矿薄膜材料加工研究(特邀)
5
作者 喻学昊 方晓东 +1 位作者 游利兵 杨礼昭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期43-51,I0004,共10页
有机-无机杂化钙钛矿材料以其独特的结构和性能在很多器件中得到应用,因此激光对钙钛矿薄膜加工性能的研究也得到重视。文中研究了波长248 nm的准分子激光对CH_(3)NH_(3)PbI_(3)钙钛矿薄膜材料的作用效应。实验分析了激光能量密度和脉... 有机-无机杂化钙钛矿材料以其独特的结构和性能在很多器件中得到应用,因此激光对钙钛矿薄膜加工性能的研究也得到重视。文中研究了波长248 nm的准分子激光对CH_(3)NH_(3)PbI_(3)钙钛矿薄膜材料的作用效应。实验分析了激光能量密度和脉冲数对钙钛矿薄膜的形貌和加工深度的影响,并与波长517 nm的飞秒激光加工效果进行了比较。研究结果表明:248 nm波长的准分子激光可以通过烧蚀等效应对钙钛矿薄膜材料实现有效加工,为准分子激光在钙钛矿薄膜器件加工中的应用提供了实验依据。 展开更多
关键词 激光材料加工 准分子激光 钙钛矿薄膜 飞秒激光
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抑制无MA宽带隙钙钛矿薄膜电荷复合用于高效稳定钙钛矿太阳能电池
6
作者 史正东 《绍兴文理学院学报》 2024年第8期F0003-F0003,共1页
宽带隙甲脒-铯(FA-Cs)碘-溴混合钙钛矿(~1.7 eV)因与晶体硅和其他低带隙太阳能电池集成时具有实现高效串联光伏发电的潜力而受到极大关注。然而,它们的功率转换效率仍然低于含有MA的宽带隙钙钛矿太阳能电池,这主要是由于高开路电压损失(... 宽带隙甲脒-铯(FA-Cs)碘-溴混合钙钛矿(~1.7 eV)因与晶体硅和其他低带隙太阳能电池集成时具有实现高效串联光伏发电的潜力而受到极大关注。然而,它们的功率转换效率仍然低于含有MA的宽带隙钙钛矿太阳能电池,这主要是由于高开路电压损失(>0.43 V)。鉴于此,2024年5月3日绍兴文理学院方泽波、叶秋枫与刘准团队聚焦无M A宽带隙钙钛矿太阳能电池,通过全方位抑制电荷复合策略,制备高性能和稳定的钙钛矿太阳能电池。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 电荷复合 功率转换效率 开路电压 晶体硅 绍兴文理学院 钙钛矿薄膜 高效稳定
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钙钛矿光伏组件钙钛矿薄膜的表面工程对性能的影响
7
作者 王霖轩 《中文科技期刊数据库（引文版）工程技术》 2024年第9期0050-0053,共4页
本文针对钙钛矿薄膜进行了多种表面工程处理,包括热处理、化学修饰以及凹凸结构优化,并探究了这些处理对光伏组件性能的影响。实验结果表明,采用合适的表面工程处理方法,如热处理优化晶体结构、化学修饰调整表面能级,以及凹凸结构增强... 本文针对钙钛矿薄膜进行了多种表面工程处理,包括热处理、化学修饰以及凹凸结构优化,并探究了这些处理对光伏组件性能的影响。实验结果表明,采用合适的表面工程处理方法,如热处理优化晶体结构、化学修饰调整表面能级,以及凹凸结构增强光吸收,能有效改善钙钛矿薄膜的表面态、光吸收能力和载流子寿命。这些改进不仅提升了钙钛矿光伏组件的光电转换效率,还增强了其稳定性,为钙钛矿光伏技术的进一步发展提供了有力支持。特别是,热处理和化学修饰表面工程对改善钙钛矿薄膜的光吸收能力和提高光电转换效率表现出了显著效果。本研究的结果为提高钙钛矿光伏组件的性能提供了新的思路和方法。 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 表面工程 光电转换效率 稳定性 热处理
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机器学习辅助优化大面积钙钛矿薄膜制备及其组件性能研究
8
作者 袁立 马璐瑶 +1 位作者 王洪强 陈睿豪 《中国体视学与图像分析》 2024年第1期10-18,共9页
钙钛矿太阳能电池凭借其成本低、可溶液加工的明显优势已经成为前沿研究热点方向。然而,大面积钙钛矿薄膜的可扩展加工困难,制约了钙钛矿太阳能组件开发及其商业化进程。发展钙钛矿薄膜的高通量制备技术是一条行之有效的途径。本研究结... 钙钛矿太阳能电池凭借其成本低、可溶液加工的明显优势已经成为前沿研究热点方向。然而,大面积钙钛矿薄膜的可扩展加工困难,制约了钙钛矿太阳能组件开发及其商业化进程。发展钙钛矿薄膜的高通量制备技术是一条行之有效的途径。本研究结合机器学习高通量算法,探索刮涂参数对于空气环境中刮涂法制备的大面积钙钛矿薄膜的影响,并根据机器学习结果选择出最优的刮涂参数,成功地制备了36cm^(2)的钙钛矿太阳能组件。空气制备的组件获得了18.89%的光电转换效率。为了进一步提升组件性能,在钙钛矿薄膜表面修饰一层碘化苯乙铵盐,减少钙钛矿薄膜界面缺陷,制备的组件效率可达19.53%。空气稳定性达480h,仍保留初始效率的95%。 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 空气刮涂 机器学习 大面积模组
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真空闪蒸法制备钙钛矿薄膜的光学性质研究 被引量：3
9
作者 张春梅 王东栋 +7 位作者 张翱 李密丹 吴魏霞 孙璐 关昊天 张智鹏 郎文军 孟涛 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期294-297,共4页
近年来,以有机无机杂化铅卤钙钛矿为吸光层的薄膜太阳能电池受到了广泛的关注,不到十年时间其光电转换效率已经从3.8%提高到了23%,这主要归因于有机铅卤钙钛矿材料光吸收系数高,带隙合适并易于调控,电子-空穴扩散长度长等优点。2016年Gr... 近年来,以有机无机杂化铅卤钙钛矿为吸光层的薄膜太阳能电池受到了广泛的关注,不到十年时间其光电转换效率已经从3.8%提高到了23%,这主要归因于有机铅卤钙钛矿材料光吸收系数高,带隙合适并易于调控,电子-空穴扩散长度长等优点。2016年Gr?tzelL等人利用低气压快速去除薄膜前驱体溶剂的方法,获得了高质量的甲脒和溴离子掺杂钙钛矿薄膜。相比于其他传统的溶液制备方法,这种方法能够很好的解决大面积均匀性的问题,为高效率、大面积钙钛矿太阳电池产业化提供了可能。钙钛矿薄膜的成份、结构及其光学性能对于太阳电池的器件性能起决定性作用,因此在该制备技术下,研究不同掺杂种类钙钛矿薄膜对光学性质的影响具有积极的意义。利用真空闪蒸溶液技术制备了3种成分的钙钛矿薄膜,利用扫描电镜、 X射线衍射,吸收光谱和荧光光谱等表征手段对薄膜的形貌、结构和光学性质进行了研究。结果表明,该技术可以用于制备均匀致密、无针孔的高质量甲脒、溴离子掺杂和氯离子掺杂的钙钛矿薄膜(成分分别为(FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15,MA3PbI3和MAPb(IxCl1-x)3),薄膜中晶粒的尺寸分别为500, 100和200 nm左右;薄膜的形成过程为溶剂中的DMSO与钙钛矿配位,并在真空闪蒸过程中快速形成相对稳定中间相,经过加热后,薄膜中的DMSO被去除并形成钙钛矿晶体,结构为四方相;甲脒、溴离子和氯离子掺杂的薄膜对可见光有强烈的吸收作用,薄膜吸收边均在750 nm左右;薄膜的掺杂对带隙宽度没有明显影响, 3种成份的薄膜带隙宽度位于1.6 eV左右;甲基胺碘化铅的荧光发射峰在765 nm,甲脒和溴离子掺杂后发光峰位红移至774 nm,氯离子掺杂后薄膜峰位处于761 nm,有微弱的蓝移,且强度出现下降。这可能是晶粒尺寸和薄膜内部缺陷变化导致的。 展开更多
关键词 真空闪蒸法 钙钛矿薄膜 光学特性
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CH_3NH_3PbI_3钙钛矿薄膜退火升温速率对其光伏性能的影响
10
作者 王成伟 鄢建军 +1 位作者 李燕 常崟 《西北师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第3期37-42,共6页
采用一种简便的两步连续沉积新工艺,成功制备出较纯相的CH_3NH_3PbI_3钙钛矿薄膜,考查了退火过程中升温速率对钙钛矿薄膜成膜质量及其与TiO_2薄膜形成平面异质结光伏性能的影响.结果表明,恰当选择升温速率对钙钛矿薄膜的形貌、致密性以... 采用一种简便的两步连续沉积新工艺,成功制备出较纯相的CH_3NH_3PbI_3钙钛矿薄膜,考查了退火过程中升温速率对钙钛矿薄膜成膜质量及其与TiO_2薄膜形成平面异质结光伏性能的影响.结果表明,恰当选择升温速率对钙钛矿薄膜的形貌、致密性以及晶粒尺寸等参数的优化至关重要;当调控升温速率为3℃·min^(-1)时,可获得表面平整、平均晶粒尺寸较大、结构致密的钙钛矿薄膜.该薄膜具有明显改善光吸收特性和载流子抽取效率,进而使其组成的FTO/TiO_2/CH_3NH_3PbI_3/P3HT/Au钙钛矿平面异质结太阳能电池的光电转换效率提高至5.95%. 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 升温速率 平面异质结 光伏性能
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PbI_(2)对钙钛矿薄膜及太阳电池性能的影响
11
作者 张欣 李艳敏 +5 位作者 吴瑞 段苹 孔乐 赵金良 邓金祥 孟军华 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第8期742-750,共9页
碘化铅(PbI_(2))是两步法制备钙钛矿薄膜最常使用的金属卤化物前驱体,精确控制PbI_(2)在钙钛矿薄膜中的含量和空间分布以及优化PbI_(2)薄膜的形貌结构对于制备高效稳定的太阳电池具有重要意义。探索了PbI_(2)的浓度和退火方式对钙钛矿... 碘化铅(PbI_(2))是两步法制备钙钛矿薄膜最常使用的金属卤化物前驱体,精确控制PbI_(2)在钙钛矿薄膜中的含量和空间分布以及优化PbI_(2)薄膜的形貌结构对于制备高效稳定的太阳电池具有重要意义。探索了PbI_(2)的浓度和退火方式对钙钛矿薄膜及太阳电池性能的影响。研究发现,PbI_(2)溶液的浓度不仅决定钙钛矿薄膜中PbI_(2)的含量,也影响钙钛矿的晶粒尺寸、取向及光学吸收等性质,从而导致器件性能的改变,当钙钛矿薄膜表面分布约45%的PbI_(2)时器件性能更佳。此外,PbI_(2)的形貌、结晶性和孔隙度受退火方式的影响显著,与溶剂退火相比,通过短暂的1 min热退火制备的PbI_(2)薄膜更有利于减少钙钛矿表界面缺陷,提升器件的开路电压,最终使器件的基础光电转换效率(PCE)可以提升至20.89%。上述研究结果有助于进一步优化钙钛矿太阳电池制备工艺,提升器件性能。 展开更多
关键词 太阳电池 钙钛矿薄膜 碘化铅(PbI_(2)) 光电转换效率(PCE) 热退火
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一步溶液法制备全覆盖有机无机杂化钙钛矿薄膜研究进展
12
作者 王广林 党威武 《矿冶》 CAS 2018年第1期45-47,52,共4页
高效面结钙钛矿电池基本要求是有机无机杂化钙钛矿薄膜对基体全覆盖。一步溶液法是一种简单、低成本的制备有机无机杂化钙钛矿薄膜的方法,其关键问题是如何通过理论和技术创新实现有机无机杂化钙钛矿薄膜对基体的全覆盖。本文以一步溶... 高效面结钙钛矿电池基本要求是有机无机杂化钙钛矿薄膜对基体全覆盖。一步溶液法是一种简单、低成本的制备有机无机杂化钙钛矿薄膜的方法,其关键问题是如何通过理论和技术创新实现有机无机杂化钙钛矿薄膜对基体的全覆盖。本文以一步溶液法的制备工艺为基础,归纳总结了近些年来相关领域研究者在提高有机无机杂化钙钛矿薄膜对基体覆盖率方面的技术创新,进一步从理论角度深化了对溶液法制备钙钛矿薄膜过程中所涉及的结晶过程的认识。本研究工作将为一步溶液法实现有机无机杂化钙钛矿薄膜对基体的全覆盖提供依据。 展开更多
关键词 有机无机杂化材料 钙钛矿薄膜 制备方法 一步溶液法
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钙钛矿薄膜钝化策略的研究进展
13
作者 赵敏 张伟婷 边红涛 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2022年第1期1-16,共16页
钙钛矿太阳能电池由于其优异的光电转化效率及成本低等优点被引入作为一种新的光伏器件。在过去的十几年内,钙钛矿太阳能电池的研究及发展尤为迅速,性能有了显著提高。然而,要使其进入光伏市场,研究者还需要做出巨大努力。这主要是由于... 钙钛矿太阳能电池由于其优异的光电转化效率及成本低等优点被引入作为一种新的光伏器件。在过去的十几年内,钙钛矿太阳能电池的研究及发展尤为迅速,性能有了显著提高。然而,要使其进入光伏市场,研究者还需要做出巨大努力。这主要是由于钙钛矿薄膜自身制备的局限性,使其缺陷的存在是不可避免的,这严重影响了钙钛矿太阳能电池中载流子的数目及迁移率,从而制约了钙钛矿太阳能电池效率及稳定性的提升。本综述在对钙钛矿及其缺陷分类简单介绍的基础上,总结了近些年来钙钛矿薄膜钝化的不同策略,希望可以对钙钛矿材料领域的研究人员在选择合适钝化剂方面提供一定的参考。 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 缺陷 钝化
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前驱体混合比例对CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜微观结构及光伏器件性能的影响 被引量：5
14
作者 季庚午 张晓楠 +3 位作者 杨迎国 赵滨 文闻 高兴宇 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1-9,共9页
有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性质、简单的制备工艺等优点,短短几年内其最高光电转换效率已超过21%,成为高效太阳能电池非常有前景的研发热点。一步溶液旋涂法是目前CH_3NH_3PbI_3等钙钛矿材料使用最广泛、最简便的制... 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性质、简单的制备工艺等优点,短短几年内其最高光电转换效率已超过21%,成为高效太阳能电池非常有前景的研发热点。一步溶液旋涂法是目前CH_3NH_3PbI_3等钙钛矿材料使用最广泛、最简便的制备方法。在制备中前驱体混合比例尤为关键,在一定程度上决定着薄膜结晶质量、表面形貌以及表面化学成分,并对最终器件效率产生重要影响。利用同步辐射掠入射X射线衍射(Grazing incidence X-ray diffraction,GIXRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)系统地研究了不同前驱体混合比例对CH3NH3Pb I3薄膜的结晶机理、表面形貌及化学组分的影响。研究结果表明,增加CH_3NH_3I的混合比例虽然会增强钙钛矿晶体的织构现象、提升钙钛矿薄膜表面覆盖率,但器件效率大幅下降。XPS结果表明,钙钛矿薄膜中前驱体碘甲胺和碘化铅反应不充分,残余驱体聚集在薄膜表面,这将导致器件载流子传输层/钙钛矿薄膜界面处载流子收集能力的降低,进而导致器件性能的降低。研究结果将为深入理解前驱体比例对高质量钙钛矿薄膜制备以及钙钛矿太阳能电池的光电转换性能和稳定性的影响机制提供必要的实验依据和指导。 展开更多
关键词 甲胺铅碘钙钛矿薄膜 前驱体比例 同步辐射掠入射X射线衍射
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空气下光诱导有机金属卤化钙钛矿薄膜的降解机理 被引量：7
15
作者 葛杨 牟许霖 +1 位作者 卢岳 隋曼龄 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第8期26-34,共9页
近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察... 近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察、晶体结构及元素成分表征,详细研究了杂化钙钛矿CH3NH3PbI3薄膜在光照以及空气共同作用下的降解机理。研究发现,光诱导下CH3NH3PbI3薄膜会与空气中的氧气发生交互作用,同时生成六方晶态PbI2甚至氧化为非晶态化合物PbI2-2xOx (0.4 <x <0.6),而其衰减位点主要存在于薄膜与空气接触的表面。降解过程中,由于存在着挥发性分解产物(I2,CH3NH2)的大量丢失,薄膜的表面会产生许多小孔洞,继而形成一种蜂窝状的介孔衰竭通道。而这种衰竭方式主要与光照下钙钛矿中光生电子与氧气结合形成超氧根自由基(O2·-)有关,该基团诱导了CH3NH3PbI3向PbI2和非晶氧化态的转变。本文揭示了空气中光照诱导钙钛矿薄膜的降解机理,这将为未来设计和优化更稳定的钙钛矿太阳能电池提供全面的实验数据与理论支持。 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 光氧降解 透射电子显微镜 微结构演化 非晶相
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衬底温度对蒸汽辅助沉积法制备钙钛矿薄膜微观结构的影响 被引量：2
16
作者 刘华秋 朱大明 +4 位作者 刘星 季庚午 杨迎国 文闻 高兴宇 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期21-27,共7页
通过调控薄膜生长衬底温度,提出了一种改良的蒸汽辅助沉积法制备有机-无机混合钙钛矿薄膜,可以更为可控优化薄膜生长条件。用同步辐射掠入射X射线衍射(Grazing Incidence X-ray Diffraction,GIXRD)结合扫描电镜(Scanning Electron Micro... 通过调控薄膜生长衬底温度,提出了一种改良的蒸汽辅助沉积法制备有机-无机混合钙钛矿薄膜,可以更为可控优化薄膜生长条件。用同步辐射掠入射X射线衍射(Grazing Incidence X-ray Diffraction,GIXRD)结合扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、紫外可见吸收谱(UV-Visible Absorption Spectrum)等表征方法证明衬底温度对制备的钙钛矿薄膜质量具有重要的作用:较低的衬底温度(约70?C)有助于钙钛矿晶粒的形成,其结晶性、晶面择优生长取向均较好,同时具有较高的光吸收性能;当衬底温度升高时(100?C、125?C),所制备的钙钛矿薄膜结晶性变弱,晶体择优生长取向明显变差,光吸收性能随之下降。研究结果有助于进一步优化蒸汽辅助沉积法制备钙钛矿薄膜工艺。 展开更多
关键词 同步辐射掠入射X射线衍射 钙钛矿薄膜 改良的蒸汽辅助沉积法 衬底温度
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钙钛矿薄膜缺陷调控策略在太阳能电池中的应用 被引量：4
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作者 王万海 周杰 唐卫华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期129-139,共11页
研究钙钛矿晶体缺陷对于推动钙钛矿太阳能电池的发展至关重要。缺陷不仅会引起大量非辐射复合,而且会造成器件稳定性下降。为降低材料缺陷对光伏性能的影响,有必要深入了解钙钛矿薄膜缺陷的种类及抑制方法。根据电子特性,缺陷可分为富... 研究钙钛矿晶体缺陷对于推动钙钛矿太阳能电池的发展至关重要。缺陷不仅会引起大量非辐射复合,而且会造成器件稳定性下降。为降低材料缺陷对光伏性能的影响,有必要深入了解钙钛矿薄膜缺陷的种类及抑制方法。根据电子特性,缺陷可分为富电子缺陷和缺电子缺陷。利用Lewis酸碱理论,富电子缺陷可以被Lewis酸钝化,而缺电子缺陷可以被Lewis碱或离子液体钝化。这些钝化功能添加剂可在钙钛矿成膜过程中加入,或对薄膜表面进行后处理。本文通过总结近年报道的缺陷钝化案例,直观地呈现了添加剂的设计策略及缺陷钝化对光伏性能的影响,最后,提出开发多功能钝化剂、大面积钝化策略与先进电荷传输层的建议,期望为钙钛矿太阳能电池的发展提供助力。 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 缺陷 钝化 太阳能电池 综述
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喷涂法制备MA1-xCsxPbI3掺杂有机无机杂化钙钛矿薄膜 被引量：1
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作者 黄杰 王凯文 +4 位作者 马林 杨凯祥 彭博 严铮洸 韩晓东 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期370-376,共7页
利用喷涂成膜法,通过优化基底温度、溶剂组成、溶液浓度等条件,得到当基底温度为130℃,溶液体系为纯DMF(N,N-二甲基甲酰胺),钙钛矿质量分数为20%时的掺杂有机无机杂化钛薄膜(MA 1-x Cs x Pbl 3),所制备出的MA 1-x Cs x PbI 3展现出最优... 利用喷涂成膜法,通过优化基底温度、溶剂组成、溶液浓度等条件,得到当基底温度为130℃,溶液体系为纯DMF(N,N-二甲基甲酰胺),钙钛矿质量分数为20%时的掺杂有机无机杂化钛薄膜(MA 1-x Cs x Pbl 3),所制备出的MA 1-x Cs x PbI 3展现出最优的薄膜质量、光吸收性能,晶粒尺寸较大且均匀致密。X射线衍射分析结果表明,喷涂法制备的MA 1-x Cs x PbI 3薄膜可在x达到0.20下仍观测不到杂相(CsPbI 3)。通过对薄膜的形貌分析和光学特性分析可知,MA 0.9 Cs 0.1 PbI 3具有晶粒尺寸大、可见光吸收性能好的特性。制备得到的MA 0.9 Cs 0.1 PbI 3薄膜较MAPbI 3薄膜的热稳定性有所提高。 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 喷涂成膜法 掺杂有机无机杂化钙钛矿 热稳定性
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铯掺杂提升反梯度结构二维(CMA)_(2)MA_(8)Pb_(9)I_(28)钙钛矿薄膜及太阳电池的性能 被引量：1
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作者 王仕东 闫雅婷 +2 位作者 王瑞英 朱志立 谷锦华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期260-265,共6页
相对于3D钙钛矿材料,二维(2D)有机-无机杂化钙钛矿材料具有更好的稳定性.然而由于载流子输运性差,2D钙钛矿太阳电池效率较低.为了提高2D钙钛矿太阳电池的效率,制备了铯掺杂的具有反梯度结构的二维(CMA)_(2)MA_(8)Pb_(9)I_(28)薄膜.研究... 相对于3D钙钛矿材料,二维(2D)有机-无机杂化钙钛矿材料具有更好的稳定性.然而由于载流子输运性差,2D钙钛矿太阳电池效率较低.为了提高2D钙钛矿太阳电池的效率,制备了铯掺杂的具有反梯度结构的二维(CMA)_(2)MA_(8)Pb_(9)I_(28)薄膜.研究结果发现:CsI掺杂能够改善(CMA)_(2)MA_(8)Pb_(9)I_(28)薄膜的形貌、增加晶粒尺寸、降低缺陷态密度,并且提高了(CMA)2MA8Pb9I28钙钛矿薄膜的热稳定性.最后,CsI掺杂浓度为10%时制备(CMA)_(2)MA_(8)Pb_(9)I_(28)钙钛矿太阳电池效率最高,达到了14.67%,相对于未掺杂的电池效率(10.06%)提高了45.8%. 展开更多
关键词 Cs掺杂 太阳电池 二维钙钛矿薄膜 稳定性
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钙钛矿薄膜制备技术及其在大面积太阳电池中的应用 被引量：2
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作者 降戎杰 张雅洁 +2 位作者 郭强 赵春艳 白一鸣 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第8期602-611,616,共11页
详细介绍了钙钛矿薄膜的各种制备方法,系统地探讨了各种制备工艺存在的优点和缺点。在此基础上,综述了大面积钙钛矿太阳电池的各种制备方法的国内外研究进展,并对钙钛矿太阳电池发展历程中的关键节点进行了总结。然后,结合当前的研究进... 详细介绍了钙钛矿薄膜的各种制备方法,系统地探讨了各种制备工艺存在的优点和缺点。在此基础上,综述了大面积钙钛矿太阳电池的各种制备方法的国内外研究进展,并对钙钛矿太阳电池发展历程中的关键节点进行了总结。然后,结合当前的研究进展对钙钛矿太阳电池有待解决的关键性问题,如有毒金属的代替、电池的长期稳定性、大面积太阳电池制备的工艺难点等问题进行了逐一分析并提出了可能的解决方法。最后,对其发展前景进行了展望,希望进一步加深对钙钛矿太阳电池的了解,为今后研究高效、稳定的钙钛矿太阳电池打下坚实的基础。 展开更多
关键词 钙钛矿薄膜 薄膜制备技术 大面积太阳电池 光电转换效率 短路电流密度
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