全钙钛矿叠层太阳能电池是下一代高效光伏技术的重要发展方向。该类电池由宽带隙和窄带隙钙钛矿子电池组成,吸光层体系包含多种卤素离子或金属离子。多组分特征使不同前驱体物种在成膜过程中容易出现成核和结晶速率不匹配,导致垂直组分分布不均、晶格应力积累、缺陷形成和非辐射复合增强,制约器件效率和稳定性提升。
近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所在前期钙钛矿太阳能电池研究的基础上,提出了基于化学硬度理论的多组分钙钛矿结晶同步化调控策略。
该策略基于硬软酸碱理论,根据不同前驱体组分的化学硬度差异,设计具有选择性配位能力的阴离子添加剂,调控多组分钙钛矿体系中的成核与晶体生长过程。研究发现,二氟草酸硼酸根离子能够有效调控宽带隙钙钛矿中的卤素结晶行为,四氟硼酸根离子适用于窄带隙锡铅钙钛矿体系。通过选择性配位和结晶动力学调控,添加剂能够同步不同组分的成核和生长过程,抑制垂直方向组分分布不均,降低缺陷密度和应力积累,获得更加均匀、高质量的钙钛矿薄膜。
这一设计思路提升了全钙钛矿叠层太阳能电池的器件性能与稳定性。基于该策略构筑的两端刚性叠层器件实现了30.3%光电转换效率,并获得30.3%认证效率;在最大功率点连续跟踪1000小时后,器件仍保持初始效率的92%。该策略同样适用于柔性全钙钛矿叠层太阳能电池,优化后的柔性器件实现了28.2%最高效率,并获得28.0%认证效率。
上述研究揭示了复杂组分钙钛矿中不同步的结晶和组分不均一的形成机制,提出了基于软硬酸碱原理的添加剂设计思路,为实现高效稳定、轻质柔性的全钙钛矿叠层太阳能电池提供了材料与方法学支撑。
相关研究成果发表在《自然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)上。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。
结晶同步调控助力高效刚性与柔性钙钛矿叠层太阳能电池
11月2~3日,2024年中国人类学学会学术年会暨上海人类学学会年会在复旦大学江湾校区举办。年会以“中国式现代化与人类学研 中国教育报-中国教育新闻网讯(通讯员 闫瑾 记者 陈欣然)随着我国步入老龄化社会,中老年人群的抑郁问题已成为重要的公共卫生挑战。南开大学祁艳玲教授团队的一项最新研究发现,适度使用社交媒体可 中国教育报-中国教育新闻网青岛11月11日讯(记者 刘淼)记者从今天举行的青岛市基础教育扩优提质新闻发布会上获悉,青岛市教育系统近年来加快构建学位充足、布局合理、资源优质的基础教育公共服务 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 欧金昌 通讯员 吴长奎 吴耿 翁就胜)“村委宣传栏就张贴有学生资助政策,开学初资助工作人员还进村宣讲,我们足不出户就能了解资助政策。现在我家三个孩子都享受 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 程墨 通讯员 高翔)11月12日,华中科技大学发布消息,华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心教授李亮团队日前与东方电气集团东方电机有限公司合作,成功实现了26兆瓦 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 陈欣然)“大家来看这幅图,图中红点表示位于中心城区的64处红色旧址,其余36处位于周边郊区……”近日,在天津城建大学革命丰碑展馆,讲解员正在向参观的学生们介绍 。本文链接:研究提出多组分钙钛矿结晶同步化调控策略http://www.sushuapos.com/show-12-2968-0.html
声明:本网站为非营利性网站,本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。