【摘 要】
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硒硫化锑[Sb2(S,Se)3]是一种新兴太阳能电池光吸收材料,其带隙随着S/Se比例的变化可以在1.1-1.8eV范围调节,且具有较高的光吸收系数(在可见光范围最高可达～105 cm-1量级).另外,该化合物对水、氧较为稳定,所含元素较为丰富且化合物环境友好.综合以上特点,硒硫化锑非常适合做单结以及叠层太阳能电池的光吸收材料,作为一种新兴光伏材料,对其基本性质的理解以及构建合适的器件结构以提高光
【机 构】
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中国科学技术大学 安徽省合肥市金寨路96号
【出 处】
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第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
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硒硫化锑[Sb2(S,Se)3]是一种新兴太阳能电池光吸收材料,其带隙随着S/Se比例的变化可以在1.1-1.8eV范围调节,且具有较高的光吸收系数(在可见光范围最高可达～105 cm-1量级).另外,该化合物对水、氧较为稳定,所含元素较为丰富且化合物环境友好.综合以上特点,硒硫化锑非常适合做单结以及叠层太阳能电池的光吸收材料,作为一种新兴光伏材料,对其基本性质的理解以及构建合适的器件结构以提高光电效率是重要的课题.本报告主要介绍我们课题组近期在制备硒硫化锑太阳能电池的所开展的工作,包括界面材料及界面诱导晶体取向的调控方法[1,2]、水热沉积制备高质量硒硫化锑薄膜[3,4]、以及点缺陷及电压损失机制的研究[5,6].通过高质量薄膜最终实现了＞10.0％的光电转换效率突破,使之成为继有机/无机杂化钙钛矿之后又一效率超过10％的光伏材料.
其他文献
目前,钙钛矿太阳能电池按结构分类,主要分为正置结构钙钛矿太阳能电池(n-i-p)和反置钙钛矿太阳能电池(p-i-n).目前适用于n-i-p结构钙钛矿电池的空穴传输材料,在分子设计上通常引入高度共轭结构,以获得高电导率和空穴迁移率.然而,在p-i-n结构钙钛矿电池中,一般沉积较薄的非掺杂空穴传输层(一般小于50 nm),当所需空穴传输层很薄时,分子的高度共轭结构不利于形成薄膜形态稳定的致密薄膜.因此
在钙钛矿太阳能电池当中界面的陷阱态以及器件结构带来的能级不匹配严重的阻碍光生载流子的传输与抽取,同时背表面界面上的碘离子迁移会对金属电极产生不可逆的腐蚀作用.为了解决上述问题,我们采用2D-MA3Sb2I9,离子液体等多种方式,对背表面界面进行了设计和修饰.构建了更强硬的界面,有助于电池器件的效率和稳定性的提高.我们使用原位生长的方式在MAPbI3上制备了具有低维晶格的MA3Sb2I9作为修饰层.
空穴分子母核的π共轭体系和对称结构与材料的成膜性具有重要关系。将具有C2对称轴结构的联二萘胺基团引入到有机小分子中，使分子呈现一定的扭转结构(图1)，合成的材料溶解性好，所制备薄膜热稳定性好、薄膜形态稳定，有利于构筑稳定性良好的钙钛矿电池。此外，π共轭聚合物表现优异的溶液加工性能、薄膜均匀性和机械灵活性。碳纳米管具有良好的导电性、导热性和化学稳定性等特性。受二者的启发，通过物理吸附将具有双胺基的空
有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池近年来发展迅速，但它的不稳定性限制了其商业化.由缺陷引起的非辐射复合以及环境水分子的侵蚀会影响到装置的稳定性.本文介绍了一种有机硅烷添加剂，四甲氧基硅烷，它可以减少由缺陷引起的非辐射复合，抑制水分子侵入.四甲氧基硅烷中的甲氧基可与钙钛矿未配位的Pb2+结合，钝化未配位的Pb2+缺陷，减少非辐射复合.在一定的湿度下，四甲氧基硅烷的水解产物二氧化硅可以占据晶界位置，防止水
有机-无机卤化杂化钙钛矿以其优异的光电性质，被认为是最具前景的下一代光伏器件的理想光吸收材料。但是在钙钛矿的结晶过程中，钙钛矿的结晶都是随机且短暂的，难免会存在未反应的原材料或者未完全结晶的晶体，会形成能量损失的非辐射复合，导致效率的断崖式下跌。因此，我们将籽晶诱导应用到钙钛矿结晶过程中，将钙钛矿籽晶作为晶核促进钙钛矿结晶的一致性，扩大晶体尺寸和减少晶界，减少PSCs的整体非辐射损失，从而最终提高
钙钛矿中的卤素离子可有效的调控带隙,但是由于碘基和溴基钙钛矿的晶格结构和晶格常数的不同,在晶体中会出现卤素离子的迁移和重分配现象,致使相分离,而调控A位阳离子的组分能提高晶体的容忍度从而增强混合卤素钙钛矿的稳定性.为系统性研究混合阳离子和阴离子对卤化物钙钛矿中卤素迁移和重分配的影响,获得不同组分的单晶尤为重要.然而,在多组分体系中,Br含量过多(超过20％),会导致在晶体生长过程中就出现晶体分相,
硅纳米线阵列透光太阳电池具有柔韧性和全光谱透光的优势，这使得透光光伏具有更广泛的应用场景.单根硅纳米线的性质决定了硅纳米线阵列透光太阳电池的光电性能.在这项工作中，我们对硅纳米线的顶视图进行设计，获得了超高的消光能力，提升了硅纳米线阵列的光吸收和硅纳米线阵列透光太阳电池的转化效率.利用偶极子近似理论分析偶极子近场分布后发现，硅纳米线的消光能力与入射光的偏振状态和硅纳米线某个方向的尺度有关.当入射光
超薄晶硅(c-Si)太阳电池具有柔韧性和透光的双重优势.然而，用于减少反射率的表面陷光结构通常会降低太阳电池的柔韧性.我们在柔性超薄c-Si太阳电池中引入了一种具有蛾眼纳米结构的PDMS薄膜，证明除了能够减少反射增加转化效率之外还能增强超薄c-Si太阳电池的柔韧性.通过有限元方法对具有PDMS薄膜的超薄c-Si太阳电池的力学，光学，电学性能进行研究.结果 表明，即使PDMS薄膜表面具有纹理结构也有
CsPbBr3晶体有三种结构：正交晶、正方晶和立方晶。两个相变分别发生在88℃和131℃的斜方-四方相变和四方-立方相变[1-2]。报道的CsPbBr3单晶在室温下大部分为正交晶结构[3]。晶格动力学计算表明,CsPbX3钙钛矿在高温立方相中表现出八面体倾斜的振动不稳定性。另外,Bridgman方法用于从熔体中生长出高质量的斜方晶CsPbBr3单晶,但后处理需要包括切割和抛光[4]。采用简单溶液法
Cs-Pb-Br体系的全无机钙钛矿材料由于其较高的稳定性和出色的光电性能而得到迅速的发展.但是，关于Cs-Pb-Cl的系统(沿着二维(2D) CsPb2Cl5)的研究较少.为了填补有关CsPb2Cl5的空白，我们成功地生长出大规模和高质量的CsPb2Cl5单晶，并部分地被Br取代.典型的2D晶体结构以四方晶系(I4/mcm)确定切片的形态特征.棱连接的[Cs-Cl]10多面体和面连接的[Pb-Cl