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低剂量异辛酸亚锡调控两步法制备Sn-Pb混合钙钛矿太阳能电池
1
作者 王煜 熊浩 +4 位作者 黄孝坤 江琳沁 吴波 黎健生 杨爱军 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1339-1347,I0001,I0002,共11页
锡铅(Sn-Pb)混合钙钛矿在制备过程中常使用大量的氟化亚锡(SnF_(2))添加剂来抑制Sn^(2+)离子的氧化,然而SnF_(2)过量会影响薄膜质量、器件的光电转化效率(PCE)和稳定性。因此,开发低剂量的新型抗氧化剂对于实现高性能Sn-Pb混合钙钛矿电... 锡铅(Sn-Pb)混合钙钛矿在制备过程中常使用大量的氟化亚锡(SnF_(2))添加剂来抑制Sn^(2+)离子的氧化,然而SnF_(2)过量会影响薄膜质量、器件的光电转化效率(PCE)和稳定性。因此,开发低剂量的新型抗氧化剂对于实现高性能Sn-Pb混合钙钛矿电池至关重要。本研究采用两步法制备Sn-Pb混合钙钛矿薄膜,在第一步中引入较低剂量的异辛酸亚锡(SnOct_(2))替代SnF_(2)来抑制Sn^(2+)的氧化。研究表明该添加剂可提高薄膜的结晶质量,使得薄膜平均晶粒尺寸达到850nm,并且晶界数量减少。添加SnOct_(2)的薄膜在手套箱存放7d后仍含有93.5%的Sn^(2+),且由于SnOct_(2)具有优异的抗氧化性,使得添加SnOct_(2)后器件的陷阱态密度更低,从7.20×10^(15)cm^(–3)降低到4.74×10^(15)cm^(–3),抑制了非辐射复合。除此之外,SnOct_(2)还改善了钙钛矿薄膜的表面能级。最终,添加0.030 mmol SnOct_(2)的Sn-Pb混合钙钛矿电池的PCE达到17.25%,较添加0.10 mmol SnF_(2)的器件(11.63%)有显著提高;且在氮气中保存50 d后,PCE仍保存其初始值的70%以上。 展开更多
关键词 锡铅混合钙钛矿 太阳能电池 添加剂工程 两步法 稳定性
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氨基酸辅助增强Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉及其蓝光LED的性能研究 被引量：1
2
作者 许泽尧 熊浩 +3 位作者 李平 洪锦泉 杨爱军 江琳沁 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第9期1681-1690,共10页
本文采用简单的室温球磨法制备了一系列L-组氨酸(L-His)和5-氨基戊酸(5-Ava)修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉,并对Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%L-His和Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%5-Ava(x=0、0.5、1、1.5、2)样品的物相、形貌、光学和稳定性... 本文采用简单的室温球磨法制备了一系列L-组氨酸(L-His)和5-氨基戊酸(5-Ava)修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉,并对Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%L-His和Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%5-Ava(x=0、0.5、1、1.5、2)样品的物相、形貌、光学和稳定性进行了分析。氨基酸添加未对Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿的晶体结构造成影响,Cs_(3)Cu_(2)I_(5)仍属于Pnma空间群,但氨基酸的加入对钙钛矿的晶粒尺寸有一定的限制作用,并有效改善了其光电性能。当x=1时,经L-His和5-Ava修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿较纯Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿的荧光强度分别提升约1.30倍和1.41倍,光致发光量子产率(PLQY)提高约25.09个百分点和30.47个百分点,荧光寿命有效延长。研究发现,性能的改善与氨基酸中氨基以及羧基基团的作用有关,氨基以及羧基基团钝化了钙钛矿的缺陷并抑制非辐射复合过程的能量损失。此外,采用L-His和5-Ava修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉制备了蓝光发光二极管(LED),在70 mA的偏流下,该LED光效率较纯Cs_(3)Cu_(2)I_(5)器件分别增强达1.85倍和2.10倍,表明这类材料在LED领域有着极大的应用价值。 展开更多
关键词 钙钛矿荧光粉 Cs_(3)Cu_(2)I_(5) 氨基酸修饰 光致发光量子产率 缺陷 非辐射复合
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基于CuS空穴传输材料的钙钛矿电池的性能研究 被引量：1
3
作者 黄孝坤 杨爱军 +2 位作者 黎健生 江琳沁 邱羽 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第3期485-492,共8页
为进一步降低钙钛矿太阳能电池(PSCs)制备成本,提高其稳定性,需要可低温制备、稳定和高效的无机空穴传输层。本文利用太阳能电池模拟软件SCAPS-1D对基于CuS空穴传输层的钙钛矿电池进行电学仿真,探讨了吸光层的厚度和缺陷态密度、界面层... 为进一步降低钙钛矿太阳能电池(PSCs)制备成本,提高其稳定性,需要可低温制备、稳定和高效的无机空穴传输层。本文利用太阳能电池模拟软件SCAPS-1D对基于CuS空穴传输层的钙钛矿电池进行电学仿真,探讨了吸光层的厚度和缺陷态密度、界面层缺陷态密度以及空穴传输层电子亲和能对太阳能电池性能的影响。从模拟结果可知,当钙钛矿薄膜的厚度为400 nm,吸光层和界面的缺陷态密度小于10-16 cm^(-3),且CuS的电子亲和能为3.3 eV时,电池性能较佳。优化后的电池性能如下:开路电压(V oc)为1.07 V,短路电流(J sc)为22.72 mA/cm^(2),填充因子(FF)为0.85,光电转换效率(PCE)为20.64%。本研究为基于CuS的高效钙钛矿太阳能电池的实验制备提供了理论上的指导。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 CUS 空穴传输层 数值模拟 界面 缺陷态密度
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