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有机--无机共添加增强柔性钙钛矿太阳能电池机械弯曲及环境稳定性能
被引量：
1
1
作者
陈甜
罗媛
+2 位作者
朱刘
郭学益
杨英
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期477-484,I0006,I0007,共10页
近年来,钙钛矿太阳能电池发展迅速,其光电转换效率(Power Conversion Efficiency,PCE)已经提高到26.1%,但是柔性钙钛矿太阳能电池(Flexible Perovskite Solar Cells,F-PSCs)的机械弯曲和环境稳定性仍然是其商业化的主要障碍。本研究通...
近年来,钙钛矿太阳能电池发展迅速,其光电转换效率(Power Conversion Efficiency,PCE)已经提高到26.1%,但是柔性钙钛矿太阳能电池(Flexible Perovskite Solar Cells,F-PSCs)的机械弯曲和环境稳定性仍然是其商业化的主要障碍。本研究通过添加琼脂糖(Agarose,AG)以改善薄膜的质量和结晶性能,系统探究了AG对钙钛矿的作用机理,组装成的F-PSCs的PCE和机械弯曲及环境稳定性能。研究发现当AG添加浓度达到最优值3 mmol/L时,薄膜表面变得更为致密平滑,钙钛矿结晶度和吸光度增加。此时器件的陷阱态密度降到最低,电荷传输电阻低至2191Ω,光电性能达到最佳,PCE由15.17%提升至17.30%。进一步引入TiO2纳米颗粒(0.75 mmol/L),与AG(3 mmol/L)共同作用,可以提供刚性骨架结构,增强钙钛矿层的机械性能和环境稳定性。循环弯曲1500次(半径为3 mm)后,AG/TiO2共添加器件可保持初始PCE的84.73%,远高于空白器件的9.32%;在空气中放置49 d后,该器件仍可保持初始PCE的83.27%,优于空白器件的62.21%。该研究成果为制备高效且稳定的F-PSCs提供了可能性。
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关键词
柔性钙钛矿太阳能电池
添加剂工程
弯曲稳定性
环境稳定性
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职称材料
SnO_(2)双层电子传输层对钙钛矿太阳能电池界面电荷传输的影响
被引量：
2
2
作者
罗媛
张桂林
+6 位作者
马书鹏
朱从潭
陈甜
张林
朱刘
郭学益
杨英
《无机化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期850-860,共11页
为了改善基于SnO_(2)电子传输层的钙钛矿太阳能电池的界面电荷传输特性和迟滞现象,我们采用低温溶液处理工艺制备了4种不同类型的SnO_(2)电子传输层用于钙钛矿太阳能电池,包括由SnCl_(4)·5H_(2)O溶胶-凝胶层(Cl_(4)‑SnO_(2))、SnCl...
为了改善基于SnO_(2)电子传输层的钙钛矿太阳能电池的界面电荷传输特性和迟滞现象,我们采用低温溶液处理工艺制备了4种不同类型的SnO_(2)电子传输层用于钙钛矿太阳能电池,包括由SnCl_(4)·5H_(2)O溶胶-凝胶层(Cl_(4)‑SnO_(2))、SnCl_(2)·2H_(2)O溶胶-凝胶层(Cl_(2)‑SnO_(2))和SnO_(2)纳米颗粒层(NP‑SnO_(2))与SnO_(2)胶体层(Col‑SnO_(2))两两相互作用形成的同质结SnO_(2)双层电子传输层和Col‑SnO_(2)单层电子传输层;并系统研究了不同SnO_(2)双层电子传输层对器件光电性能和迟滞现象的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、稳态光致发光(PL)、电化学阻抗(EIS)和稳定性测试等表征证实,在Col‑SnO_(2)层下方插入Cl_(2)‑SnO_(2)层可更好地形成紧密接触,两者相互作用形成平滑紧凑的SnO_(2)双层纳米晶体结构与钙钛矿层之间具有良好的界面接触和更少的界面缺陷,表现出更优异的电子提取和传输特性。与基于Col‑SnO_(2)单层结构的器件(14.16%)相比,基于Cl_(2)‑SnO_(2)/Col‑SnO_(2)双层电子传输层结构的器件获得了15.01%的光电转换效率,正向扫描的光电转换效率提高了约23.3%,短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)均得到了改善,迟滞现象被明显抑制且表现出更好的稳定性。相比之下,基于Cl_(4)‑SnO_(2)/Col‑SnO_(2)双层结构器件的性能改善稍显逊色,基于NP‑SnO_(2)/Col‑SnO_(2)双层结构器件的性能反而有所下降。
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关键词
双层电子传输层
钙钛矿太阳能电池
二氧化锡
迟滞现象
稳定性
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职称材料
题名
有机--无机共添加增强柔性钙钛矿太阳能电池机械弯曲及环境稳定性能
被引量：
1
1
作者
陈甜
罗媛
朱刘
郭学益
杨英
机构
中南大学冶金与环境学院
广东
先导稀材股份有限公司
广东省高性能薄膜太阳能材料企业重点实验室
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期477-484,I0006,I0007,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFC3906103)
国家自然科学基金(61774169)
+2 种基金
湖南省自然科学基金-面上项目(2022JJ30757)
广东省科技计划(2018B030323010)
清远市创新创业科研团队项目(2018001)。
文摘
近年来,钙钛矿太阳能电池发展迅速,其光电转换效率(Power Conversion Efficiency,PCE)已经提高到26.1%,但是柔性钙钛矿太阳能电池(Flexible Perovskite Solar Cells,F-PSCs)的机械弯曲和环境稳定性仍然是其商业化的主要障碍。本研究通过添加琼脂糖(Agarose,AG)以改善薄膜的质量和结晶性能,系统探究了AG对钙钛矿的作用机理,组装成的F-PSCs的PCE和机械弯曲及环境稳定性能。研究发现当AG添加浓度达到最优值3 mmol/L时,薄膜表面变得更为致密平滑,钙钛矿结晶度和吸光度增加。此时器件的陷阱态密度降到最低,电荷传输电阻低至2191Ω,光电性能达到最佳,PCE由15.17%提升至17.30%。进一步引入TiO2纳米颗粒(0.75 mmol/L),与AG(3 mmol/L)共同作用,可以提供刚性骨架结构,增强钙钛矿层的机械性能和环境稳定性。循环弯曲1500次(半径为3 mm)后,AG/TiO2共添加器件可保持初始PCE的84.73%,远高于空白器件的9.32%;在空气中放置49 d后,该器件仍可保持初始PCE的83.27%,优于空白器件的62.21%。该研究成果为制备高效且稳定的F-PSCs提供了可能性。
关键词
柔性钙钛矿太阳能电池
添加剂工程
弯曲稳定性
环境稳定性
Keywords
flexible perovskite solar cell
additive engineering
bending stability
environmental stability
分类号
O646 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
SnO_(2)双层电子传输层对钙钛矿太阳能电池界面电荷传输的影响
被引量：
2
2
作者
罗媛
张桂林
马书鹏
朱从潭
陈甜
张林
朱刘
郭学益
杨英
机构
中南大学冶金与环境学院
有色金属资源循环利用湖南省
重点
实验室
有色金属资源循环利用国家地方联合工程中心
广东省高性能薄膜太阳能材料企业重点实验室
清远先导
材料
有限公司
出处
《无机化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期850-860,共11页
基金
国家自然科学基金(No.61774169)
清远市创新创业团队项目(No.2018001)
+1 种基金
广东省科技计划项目(No.2018B030323010)
中南大学研究生自主探索创新项目(No.2021zzts0612)资助。
文摘
为了改善基于SnO_(2)电子传输层的钙钛矿太阳能电池的界面电荷传输特性和迟滞现象,我们采用低温溶液处理工艺制备了4种不同类型的SnO_(2)电子传输层用于钙钛矿太阳能电池,包括由SnCl_(4)·5H_(2)O溶胶-凝胶层(Cl_(4)‑SnO_(2))、SnCl_(2)·2H_(2)O溶胶-凝胶层(Cl_(2)‑SnO_(2))和SnO_(2)纳米颗粒层(NP‑SnO_(2))与SnO_(2)胶体层(Col‑SnO_(2))两两相互作用形成的同质结SnO_(2)双层电子传输层和Col‑SnO_(2)单层电子传输层;并系统研究了不同SnO_(2)双层电子传输层对器件光电性能和迟滞现象的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、稳态光致发光(PL)、电化学阻抗(EIS)和稳定性测试等表征证实,在Col‑SnO_(2)层下方插入Cl_(2)‑SnO_(2)层可更好地形成紧密接触,两者相互作用形成平滑紧凑的SnO_(2)双层纳米晶体结构与钙钛矿层之间具有良好的界面接触和更少的界面缺陷,表现出更优异的电子提取和传输特性。与基于Col‑SnO_(2)单层结构的器件(14.16%)相比,基于Cl_(2)‑SnO_(2)/Col‑SnO_(2)双层电子传输层结构的器件获得了15.01%的光电转换效率,正向扫描的光电转换效率提高了约23.3%,短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)均得到了改善,迟滞现象被明显抑制且表现出更好的稳定性。相比之下,基于Cl_(4)‑SnO_(2)/Col‑SnO_(2)双层结构器件的性能改善稍显逊色,基于NP‑SnO_(2)/Col‑SnO_(2)双层结构器件的性能反而有所下降。
关键词
双层电子传输层
钙钛矿太阳能电池
二氧化锡
迟滞现象
稳定性
Keywords
bilayer electron transport layer
perovskite solar cells
tin oxide
interface adjustment
hysteresis
stability
分类号
O649.4 [理学—物理化学]
O649.1 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
有机--无机共添加增强柔性钙钛矿太阳能电池机械弯曲及环境稳定性能
陈甜
罗媛
朱刘
郭学益
杨英
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
2
SnO_(2)双层电子传输层对钙钛矿太阳能电池界面电荷传输的影响
罗媛
张桂林
马书鹏
朱从潭
陈甜
张林
朱刘
郭学益
杨英
《无机化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
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