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近几天的钙钛矿研究要闻

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1.AEM:基于双螺环位核的空穴传输材料研究(电池材料)
目前,应用于高效钙钛矿太阳电池器件中的HTL,其材料的框架核主要是基于两个单螺环结构,要想进一步提高空穴传输材料的优势,必须要进一步开发更多的新型螺环单体来研究其结构性能的关系,并实现空穴传输材料的多样性。美国华盛顿大学AlexK-Y Jen教授团队与南京邮电大学解令海教授团队一起合作,报道了基于双螺环位核的空穴传输材料。作者通过对分子的设计、分子的构型、材料与钙钛矿之间结合关系(结合能)、溶解性与成膜性、理论模拟、光学特性、电导及迁移率、器件性能综合讨论,清晰的展示了从化学结构的设计到器件性能之间的紧密关系。拥有硫原子的G2与钙钛矿材料之间具有更强的结合力,而且因为与溶剂拥有同类型的对称性,所以其较好的溶解性使其还具有非常好的成膜性,而且其迁移率及导电性都比G1有所提高,所以利用G2的器件效率明显高于G1的器件,G2器件在老化三个月后光电转换效率还可保持19%以上。
Di-Spiro-Based Hole-Transporting Materials for Highly EfficientPerovskite Solar Cells. Advanced Energy Materials. 2018.
DOI:10.1002/AENM. 2018008009


1楼2018-08-07 13:54回复
    2.AEM:双层结构的电子传输层制备了高效稳定的钙钛矿太阳能电池器件(电池工艺进展)
    使用富勒烯类分子PCBM及C60作为平面钙钛矿太阳能电池的电子传输可制备高效无迟滞的器件,其中TiO2是最常规的电子传输层。麻省理工学院Jing Kong教授与Mohammad MahdiTavakoli博士在TiO2与钙钛矿之间插入非晶SnO2(a-SnO2)层,这种TiO2致密层(c-TiO2)和a-SnO2的双层电子传输层结构,使得钙钛矿电池器件获得高达19.33%的PCE,开路电压(Voc)和稳定性都获得提高,同时迟滞效应几可忽略。
    Surface Engineering of TiO2 ETLfor Highly Efficient and Hysteresis-Less Planar Perovskite Solar Cell (21.4%)with Enhanced Open-Circuit Voltage and Stability. Advanced Energy Mater. 2018.
    DOI: 10.1002/aenm.201800794


    2楼2018-08-07 13:55
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      3. Science:双源前驱体法制备混合阳离子钙钛矿薄膜提高反式结构钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(电池工艺的优化提高了效率)
      钙钛矿太阳能电池反式结构光电转换效率相对偏低,是由于器件的钙钛矿活性层中以及钙钛矿活性层与电荷收集层界面存在大量缺陷,造成了光生载流子的非辐射复合,致使能量损失严重,限制了开路电压和光电转换效率的提高。北京大学的朱瑞研究员、龚旗煌院士课题组与牛津大学Henry J. Snaith教授课题组、萨里大学张伟博士课题组合作,在反式结构钙钛矿太阳能电池领域做出突破:通过“溶液加工二次生长(solution-processed secondary growth, SSG)”技术,得到了一种高质量钙钛矿薄膜,显著降低了器件中非辐射复合的能量损失,进一步提升了反式结构钙钛矿太阳能电池的性能:开路电压超过1.20 V(材料带隙宽度~1.6 eV),实验室光电转换效率的高达21.51%。另外,光谱测试证明了该材料减少了电子和空穴在传输过程中的复合,显著降低了器件中非辐射复合的能量损失,从而提高效率。
      Enhanced photovoltage for inverted planarheterojunction perovskite solar cells. Science. 2018.
      DOI: 10.1126/science.aap9282


      3楼2018-08-07 13:55
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        4.Nat. Energy:利用界面层抑制电荷的界面复合,提高电池性能(提高效率)
        钙钛矿太阳能电池的性能主要受到非辐射复合的限制,为了进一步弄清这些复合的内在因素,迫切需要详细研究非辐射复合损失以及哪种界面是限制电池效率的瓶颈。德国波茨坦大学MartinStolterfoht等人采用瞬态和绝对光致发光成像技术来观察有机电荷传输层的所有非辐射复合途径。研究发现钙钛矿体相中存在明显的准费米能级分裂损耗和界面额外自由能损失。通过引入界面层,大面积器件的效率超过20%,开路电压高达1.17 V。研究人员采用发光成像首次观察到钙钛矿太阳能电池的非辐射复合现象,并在上下电荷传输界面分别引入界面层,进而提升电池性能。
        Stolterfoht, M., Wolff, C. M. et al.Visualization andsuppression of interfacial recombination for high-efficiency large-area pinperovskite solar cells. Nat. Energy. 2018.
        DOI:10.1038/s41560-018-0219-8.


        4楼2018-08-07 13:56
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