李英 1,2杨元林 1,2陈丽佳 1,2,*牛连斌 1,2
作者单位
摘要
1 重庆师范大学物理与电子工程学院,重庆 401331
2 重庆市光电功能材料重点实验室,重庆 401331
倒置钙钛矿太阳能电池因具有器件结构简单、迟滞效应小和制造成本低等优点,受到了研究人员越来越多的关注。电子传输层作为钙钛矿太阳能电池中的重要组成部分,其作用主要是传输电子和阻挡空穴。对电子传输层进行改性,可以有效解决其表面粗糙、能级不匹配、电子迁移率低等问题,从而提高器件的光电转换效率。本文从电子传输材料的选择、电子传输层的界面修饰、掺杂作用和改性三方面综述了电子传输层对倒置钙钛矿太阳能电池的性能的影响,并对今后倒置钙钛矿太阳能电池实现商业化做出了展望。
材料 倒置钙钛矿太阳能电池 电子传输材料 界面修饰 掺杂改性 materials inverted perovskite solar cells electron transport layer interface modification doping modification 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500006
作者单位
摘要
1 河北工业大学 材料科学与工程学院,天津 300401
2 吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室,吉林 长春 130012
金属卤化物钙钛矿太阳能电池已经能够实现25.7%的认证光电转化效率,接近于晶硅太阳能电池26.7%的最高认证效率。众所周知,ABX3钙钛矿材料的晶体结构组分工程在实现高效和稳定的器件方面发挥着关键作用,尤其是近几年受到研究人员广泛关注的X位卤素阴离子组分工程。最近,研究人员在引入赝卤素阴离子作为钙钛矿晶体的掺杂组分、前驱体添加剂、薄膜后处理材料、电荷传输材料、界面钝化剂以及改性剂等方面开展了多项研究工作,结果证明赝卤素离子修饰是提高器件效率和稳定性的重要策略。本综述详细对比和总结了目前可用于钙钛矿太阳能电池的多种类型的赝卤素离子,并对其影响钙钛矿晶体薄膜形貌、光电特性、载流子迁移特性和器件光伏特性及稳定性等方面的深入机理和作用本质进行了深入总结。同时,本文还对目前尚未被探索开发的赝卤素离子进行了展望和分析,以期在未来研究中能有效促进钙钛矿太阳能电池光伏特性的提升。
赝卤素离子 组分工程 钙钛矿太阳能电池 缺陷钝化 pseudo-halide ions component engineering perovskite solar cells defect passivation 
发光学报
2023, 44(4): 579
作者单位
摘要
南京大学 现代工程与应用科学学院,江苏 南京 210000
目前,推动能源产业向高效、清洁、灵活的体系转型已成为解决世界环境问题的关键。与此同时,随着技术革命和物联网的发展,将太阳能电池和设备集成到一个部件中从而在更多元化的应用场景中采集能量成为了人们的新需求。以聚苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等柔性聚合物为基底的柔性钙钛矿太阳能电池(FPSCs)具有高能量转换效率、高柔韧性和灵活性、低制备成本和一定的便携性,在近十年的发展时间里成为了第三代太阳能电池中的后起之秀。此外,它对环境友好和经济效益良好的卷对卷制造技术具有的天然亲和力,使其在柔性自供电电子产品、大型建筑集成光伏(BIPV)和空间航空航天的发展中发挥着关键作用。本文着重讨论了柔性透明导电衬底、低温加工电荷传输层和机械弹性钙钛矿膜在单结和叠层FPSCs中的重要作用,并简要总结了其最新进展。最后,结合FPSCs的大规模制造技术,对封装的可靠性和操作稳定性提出了一些见解,并展望了在大面积组件等方面的潜在实际应用。
柔性 钙钛矿太阳能电池 柔性钙钛矿叠层太阳能电池 光伏组件 flexible perovskite solar cell flexible perovskite tandem solar cell photovoltaic module 
发光学报
2023, 44(3): 466
作者单位
摘要
1 中国计量大学材料与化学学院,浙江 杭州 310018
2 大连理工大学化工学院,辽宁 盘锦 116086
钙钛矿太阳能电池在近年发展迅猛,电池效率在几年内连续增长达到2022年认证的25.7%,在光伏器件领域展现出巨大的潜力。尽管钙钛矿太阳能电池具有较高效率,但其热稳定性及湿度稳定性等仍是阻碍其发展的一大屏障。金属离子掺杂被认为是提高钙钛矿光伏器件光电转化性能和稳定性的有效方式之一。其中过渡金属由于其具有多价位等独特性能受到研究人员的青睐。本文综述了近5年采用过渡金属对钙钛矿光伏器件各层进行掺杂修饰的最新研究进展,总结了使用过渡金属离子掺杂钙钛矿太阳能电池的电子传输层、钙钛矿活性层、空穴传输层以及金属电极层的方法和策略,探讨运用此类手段优化钙钛矿光伏器件结构、光电性能及稳定性等参数的规律和机理。
材料 钙钛矿 钙钛矿太阳能电池 过渡金属 金属阳离子掺杂 掺杂机制 materials perovskite perovskite solar cell transition metal metal cation doping doping mechanism 
激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0900002
作者单位
摘要
1 福建省计量科学研究院, 国家光伏产业计量测试中心, 福州 350003
2 福建江夏学院, 钙钛矿绿色应用福建省高校重点实验室, 福州 350108
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(Voc)为1.07 V, 短路电流(Jsc) 为22.72 mA/cm2, 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。
钙钛矿太阳能电池 空穴传输层 数值模拟 界面 缺陷态密度 perovskite solar cell CuS CuS hole-transport layer numerical simulation interface defect density 
人工晶体学报
2023, 52(3): 485
作者单位
摘要
暨南大学 信息科学技术学院,新能源技术研究院,广东 广州 510632
原子层沉积的SnOx薄膜具有良好的均匀性和致密性,常被用于提升倒置平面结构钙钛矿太阳能电池的稳定性。而SnOx薄膜的特性对器件能量转换效率(Power conversion efficiency,PCE)有着重要影响。本文通过氧源(H2O、O3)调控SnOx薄膜的能级和导电性,提升器件PCE。结果表明,O3作为单一氧源的SnOx薄膜(记为O3‐SnOx)具有较优的能级排列;而只有H2O作氧源的SnOx薄膜(记为H2O‐SnOx)具有较高的电导率。而采用O3和H2O混合氧源制备的SnOx(记为MIX‐SnOx),则兼顾了能级匹配和良好的导电性,有效提升器件的PCE,达到20.9%。不仅如此,得益于SnOx薄膜的致密结构,有效避免了外部水氧的入侵和内部材料的分解流失,从而提升了器件稳定性,在85 ℃(氮气气氛)下老化超过646 h仍能维持初始PCE的86%以上。
钙钛矿太阳能电池 原子层沉积 氧源调控 SnOx perovskite solar cells atomic layer deposition oxygen resources adjustment SnOx 
发光学报
2023, 44(2): 337
作者单位
摘要
1 北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏硅靶及硅碳负极材料工程技术研究中心,银川 750021
2 银川艾尼工业科技开发股份有限公司,银川 750299
3 青岛睿海兴业管理咨询服务有限公司,青岛 266041
作为新一代低成本、高效率的光伏器件,以有机卤化铅CH3NH3PbX3(MAPbX3,X=Br、I、Cl)为光吸收层的钙钛矿太阳能电池(PSCs)相比于其他类型的光伏器件,具有原料丰富、工艺简单等特点。在较短的时间内,该类电池效率已由3.8%迅速攀升至25.7%,几乎可以媲美商用硅太阳能电池,成为能源应用领域的一颗新星。氧化锌(ZnO)因其具有材料易于加工、电子迁移率高、制造成本低廉且形貌结构多样等优点,被作为该类电池较为重要的一种电子传输层(ETL)而被广为研究。本文主要以不同结构的ZnO纳米薄膜ETL作为研究对象,对其在PSCs中的应用进行了总结,详细介绍了基于不同形貌ZnO纳米结构PSCs的研究进展,分析了该类电池面临的主要问题与解决处理方式,并对未来的发展趋势进行了展望。
钙钛矿太阳能电池 电子传输层 纳米结构 光电转换效率 perovskite solar cell ZnO ZnO electron transport layer nano structure CH3NH3PbX3 CH3NH3PbX3 photoelectric conversion efficiency 
人工晶体学报
2023, 52(2): 208
作者单位
摘要
西北工业大学凝固技术国家重点实验室, 西安 710072
有机-无机复合材料因其涉及范围更广, 材料设计的可选择性大, 同时可以兼具无机和有机材料的优点, 近年来受到国内外研究人员的高度关注。此次访谈中, 陶绪堂教授首先回顾了山东大学晶体材料研究所和晶体材料国家重点实验室在蒋民华院士带领下, 开展有机-无机复合非线性光学晶体材料(LAP)研究, 并获得国家发明一等奖的历程, 介绍了课题组目前在有机-无机复合晶体材料方面的研究进展, 结合自身科研历程, 重点分析了目前有机-无机复合材料发展的趋势和存在的主要问题, 展望了有机-无机复合晶体薄膜在能源领域的应用潜力。最后指出要想从诸多有机-无机复合晶体中产生新的“中国牌”晶体, 需要大家共同努力的方向。
有机-无机复合晶体 中国牌晶体 非线性光学晶体 LAP晶体 钙钛矿太阳能电池 薄膜 
人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1519
作者单位
摘要
1 南京理工大学 化学与化工学院,江苏南京20094
2 中国科学院 上海高等研究院,上海0110
柔性钙钛矿太阳能电池具有柔性、轻量化、低成本和高功率转换效率的特点,在光伏领域极具发展前景。然而,脆性的电极和多晶钙钛矿薄膜限制了柔性钙钛矿太阳能电池的机械稳定性,电池中各层材料间热膨胀系数不匹配、界面处结合力较弱等因素也显著制约了钙钛矿电池的柔性提升,成为其商业化进程的潜在阻碍。本文回顾了近年来柔性钙钛矿电池在衬底、电极、钙钛矿膜层及界面方面重要的柔性改善工作,综述了柔性钙钛矿电池不同功能层的机械稳定性提升策略,并对高效率、机械稳定的柔性钙钛矿电池的未来发展方向进行了初步展望。
柔性钙钛矿太阳能电池 机械稳定性 纳米结构衬底 柔性电极 晶粒/晶界 界面修饰 自愈合 flexible perovskite solar cell mechanical stability nanostructured substrate flexible electrode grain/grain boundary interface modification self-healing 
光学 精密工程
2022, 30(19): 2332
作者单位
摘要
大连理工大学 化工学院化学系, 精细化工国家重点实验室, 大连 116024
三维(3D)有机-无机金属卤化物钙钛矿薄膜的表面和晶界处存在大量缺陷, 容易导致载流子的非辐射复合并加快3D钙钛矿分解, 进而影响钙钛矿太阳能电池(PSCs)能量转换效率(PCE)及稳定性。本研究通过引入对氯苄胺阳离子, 与3D钙钛矿薄膜及其表面过剩的碘化铅反应后原位形成了二维(2D)钙钛矿, 实现了对3D钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷钝化并改善了表面疏水性。基于该策略, 成功制备出具有更高PCE和更好稳定性的2D/3D-PSCs。本工作系统研究了钙钛矿薄膜的结构、形貌和器件的光电特性及稳定性。研究结果表明, 2D/3D-PSCs的PCE高达20.88%, 高于3D-PSCs的18.70%。另外, 2D/3D-PSCs连续工作200 h后(1个太阳光, N2氛围), PCE保持初始值的82%, 展现出优异的稳定性。
钙钛矿太阳能电池 缺陷钝化 2D钙钛矿 3D钙钛矿 稳定性 perovskite solar cells defect passivation 2D perovskite 3D perovskite stability 
无机材料学报
2022, 37(1): 72

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