钙钛矿太阳能电池

摘要： 近十余年来,钙钛矿太阳能电池光电转换效率从3.8%提升至目前的25.5%,有望成为下一代商业用薄膜太阳能电池.然而,目前广泛使用的TiO_(2)电子传输层电子迁移率低、退火温度高、紫外光照稳定性差等特性使得TiO_(2)基钙钛矿太阳能电池性能,尤其是长期稳定性,面临巨大挑战.SnO_(2)由于良好的电子迁移率、适宜的能带结构、简单的低温溶液合成以及稳定的化学结构等优点成为替代TiO_(2)电子传输层的首选.目前,调控SnO_(2)/钙钛矿以及钙钛矿/空穴传输层界面是SnO_(2)基钙钛矿太阳能电池性能优化的关键.鉴于此,在详细介绍SnO_(2)电子传输层本体与表面,钙钛矿本体、晶界及表面缺陷类型及特征的基础之上,重点总结了SnO_(2)/钙钛矿、钙钛矿/空穴传输层界面调控及性能提升的研究进展.最后,针对SnO_(2)基钙钛矿太阳能电池器件界面调控与性能优化的研究趋势和发展方向做出展望.

摘要： 由于独特的光电特性(如较高的吸收系数、低的激子结合能等)和简单的制备方法,引起了光伏界的广泛关注,在全世界研究者的共同努力下,其光电转化效率已经由最初的3.8%增加到了25%以上。本文详细介绍了富勒烯及其衍生物作为电子传输层在提高n-i-p型钙钛矿太阳能电池的光电转化效率以及提高器件稳定性等方面的重要作用。

摘要： 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。

摘要： 半导体氧化镍(NiO_(x))价格便宜、空穴迁移率高、化学稳定性好且可低温制备,由其作为空穴传输层(HTL)制备的反式钙钛矿太阳能电池极具市场应用前景。NiO_(x) HTL的制备与优化对电池器件的性能至关重要。系统介绍了钙钛矿太阳能电池中NiO_(x)薄膜的制备工艺及其研究进展。阐述了O_(2)-plasma、紫外、表面钝化等后处理方式对NiO_(x)薄膜的缺陷态、表面化学状态以及材料功函数的调控影响。重点综述了掺杂(过渡金属、碱金属、稀土元素掺杂和元素共掺杂)对NiO_(x)薄膜光学和电学性能以及器件光电性能的影响。最后对NiO_(x)基钙钛矿太阳能电池的未来发展方向进行了展望。

摘要： 钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells, PSCs)因其迅速发展的能量转换效率而备受关注.提高PSCs性能特别是稳定性仍是人们研究的热点.金属有机框架(Metal-organic frameworks, MOFs)因其高比表面积的孔隙结构、功能结构可设计性强等优点,被应用在钙钛矿太阳能电池中,表现出优异的性能.总结了MOFs在调控钙钛矿的结晶、钝化缺陷、提高载流子的迁移率和其他功能方面的研究,并提出了目前PSCs研究中MOFs存在的卡脖子问题及可优化的方向,对进一步提高MOFs在增强PSCs器件的效率和稳定性方面的价值具有重要意义.

摘要： 有机无机杂化钙钛矿太阳能电池在2009年首次被报道,经过10多年的发展,钙钛矿电池认证光电转化效率已达25.5%。在电池中电子传输层起到阻挡空穴、传输电子、减少光生电子复合的作用,是钙钛矿太阳能电池的关键部分。与当前电子传输层应用最广泛的TiO_(2)相比,SnO_(2)拥有电子迁移率更高、可与电池其他部分能级匹配等优点。SnO_(2)为宽禁带半导体,不发生光降解,有利于电池的稳定。SnO_(2)作为电子传输层无需高温烧结,制备方法简单。2015年以SnO_(2)薄膜为电子传输层的电池被首次报道,其光电转换效率达到17.21%。随后,许多课题组也相继报道了基于SnO_(2)电子传输层的高性能钙钛矿太阳能电池。目前,以SnO_(2)为电子传输层的平面钙钛矿电池表现出高达25.2%的光电转换效率。采用SnO_(2)作为电子传输层的主要问题是:当SnO_(2)在高温煅烧时,晶粒会变大,并且体积膨胀会导致薄膜裂纹增多。与钙钛矿相比,SnO_(2)的导带要低得多,这可能会导致钙钛矿太阳能电池的电压降低。本文针对近几年SnO_(2)基钙钛矿电池的发展进行了系统综述,归纳了SnO_(2)的不同制备方法、掺杂和界面钝化对电子传输层的影响,并对SnO_(2)基钙钛矿电池未来的研究趋势进行了展望,以期为制备稳定高效的钙钛矿太阳能电池作参考。

摘要： SnO_(2)具有光稳定性优异、可低温溶液制备等优点被视为电子传输层的优异材料之一,广泛应用于高效稳定的平面异质结钙钛矿太阳能电池.本文在低温(150°C)下采用旋涂工艺制备SnO_(2)电子传输层,探究了SnO_(2)前驱体溶液不同浓度(SnO_(2)质量分数为2.5%—10.0%)下制备的SnO_(2)电子传输层对钙钛矿太阳能电池性能的影响.通过对SnO_(2)薄膜进行扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱和透射光谱分析,发现基底的覆盖率、透光率和SnO_(2)薄膜的带隙随SnO_(2)前驱液浓度的增加而增大;通过对SnO_(2)/钙钛矿(MAPbI_(3))薄膜进行SEM、UV-Vis、X-射线衍射(XRD)、稳态光致发光(PL)光谱分析,发现SnO_(2)胶体分散液浓度为7.5%制备的SnO_(2)层上沉积的MAPbI_(3)的粒径最大,结晶度最好,具有更有效的电荷提取和传输能力;通过对钙钛矿太阳能电池进行电化学交流阻抗(EIS)、外量子效率(EQE)分析,发现质量分数为7.5%制备的器件具有最小的传输电阻和最佳的光电转换能力,且获得了15.82%的光电转换效率,在环境空气湿度(25±5)°C,RH>70%,无封装的条件下储存600 h后仍保持初始效率的92%.同时,采用浓度优化后的SnO_(2)前驱液制备了柔性器件,获得了13.12%的光电转换效率,且在(30±5)°C,RH>70%的空气环境下储存84天后仍保持初始效率的48%,在弯曲循环1000次(弯曲半径为3 mm)后,仍保留了初始效率的78%.这为提高柔性钙钛矿太阳能电池性能奠定了基础.

摘要： 为提高电池稳定性及转换效率,设计结构为Au/HTL/CsPb(I_(1-x)Br_(x)_(3)/TiO_(2)/FTO的钙钛矿太阳能电池,探讨不同空穴传输层材料、吸收层禁带宽度、厚度及缺陷态密度对电池性能的影响。结果表明:以CuSCN作为空穴传输层时电池输出更佳性能;增大吸收层带隙导致吸收效率下降,降低了短路电流密度而使效率减小;增加吸收层厚度可促进器件对光子的有效吸收,但当吸收层厚度大于载流子扩散距离时,导致复合增加,器件性能有所下降;吸收层缺陷态的增多,导致载流子复合增强,限制了载流子的有效收集。优化后电池性能得到提升:开路电压为1.31 V,短路电流密度为19.27 mA/cm^(2),填充因子为83.71%,转换效率为21.14%,为实验上制备稳定、高效的新型钙钛矿太阳能电池提供理论指导。

摘要： 虽然目前钙钛矿太阳能电池在效率和器件稳定性方面取得了一定突破,但是由于受到电子传输层的影响,其效率仍低于理论值且器件稳定性仍有提高的空间。系统介绍了典型的钙钛矿太阳能电池结构以及无机/有机电子传输材料各自的优缺点,并结合器件效率和稳定性梳理了单层、双层以及三层电子传输层钙钛矿太阳能电池的研究进展,最后对于合理设计电子传输层材料以兼顾钙钛矿太阳能电池的光电性能和稳定性提出了展望,以期为进一步提升钙钛矿太阳能电池性能提供借鉴。

摘要： 钙钛矿层的品质极大影响钙钛矿太阳能电池性能.然而,在溶液法生成多晶钙钛矿膜过程中会不可避免地形成缺陷和陷阱位.通过在钙钛矿层中嵌入添加物改善钙钛矿晶化,用于减少和钝化缺陷是非常重要的.本文合成一种环境友好的二维纳米材料质子化石墨相氮化碳(p-g-C_(3)N_(4)),并掺杂于碳基钙太阳能电池的钙钛矿层中.实验证明,在钙钛矿前驱体溶液中添加p-g-C_(3)N_(4)不仅能调解碘铅甲胺(MAPbI_(3))结品的成核和生长速率,获得大晶粒尺寸的平滑表面,还能减少钙钛矿层的本征缺陷.质子化过程在氮化碳表面引入活性基团-NH_(2)/-NH_(3),它们和钙钛矿晶体表面N-H键发生强化学作用,有效地钝化电子陷阱,提高钙钛矿结晶质量.结果表明,与不掺杂的对照电池(效率为4.48%)和掺杂石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))电池(效率为5.93%)相比,掺杂质子化石墨相氮化碳(p-g-C_(3)N_(4))的电池获得了6.61%的较高效率.本工作展示了一种通过掺杂改性添加物改善钙钛矿膜的简单方法,为碳基钙钛矿太阳能电池的低成本制备提供了建议.

摘要： 介绍了钙钛矿太阳能电池兼顾效率和稳定性的界面工程，实现认证高效率组件、组件连续制程、KW级户外电站、户外稳定性数据。

摘要： 文章主要是针对平面型高效率钙钛矿太阳能电池的研究，利用新型光伏技术，探索从阳光中获取能源的策略,提升电池效率。

摘要： 光伏发电是解决污染和能源问题的最佳解决方案之一，降低太阳能发电成本是光伏产业发展的当务之急是简化生产环节，降低原材料成本和用量，降低产线的一次性投入。钙钛矿太阳能电池是发展最快的太阳能电池体系，经过验证的实验室规模钙钛矿太阳能电池效率已经达到22.7％,超过了多晶硅。

摘要： 有机-无机金属铅卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其制备工艺简单,光电转化效率高,原材料廉价等优点备受关注.本研究发展了一种新型的准介观型(QM-PSCs)的钙钛矿太阳能电池,在TiO2致密层(compact TiO2)上散状的分布一层由MIL-125(Ti)MOFs转化而来的多孔TiO2多级结构(hier-TiO2)作为准介观层(Quasi-mesoscopic layer).该准介观层可以弥补传统介观型钙钛矿太阳能电池(Mesoscopic PSCs)采用TiO2纳米小颗粒(npt-TiO2)作为介观层(Mesoscopic layer)钙钛矿不能完全渗透导致的接触不良的现象以及解决平面型钙钛矿太阳能电池(Planar PSCs)钙钛矿层与载流子传输层接触面积较小,不利于光生载流子传输的问题.该准介观型框架空间较大,给钙钛矿晶粒生长提供足够的空间,长出了尺寸更大的钙钛矿晶粒.hier-TiO2继承MIL-125(Ti)的有序性也在一定程度上诱导了钙钛矿层的有序生长.由于钙钛矿层与该准介观层接触较好,光生载流子传输更为顺利,所以J-V曲线的正反扫迟滞现象也得到了明显的抑制.此外,hier-TiO2准介观层可以提高入射光的散射率,使得入射光被充分利用,提高了电流密度.这种QM-PSCs在1个标准太阳光照下得到了16.56％的光电转换效率,明显优于用npt-TiO2为介观层的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(11.38％).另外,对hier-TiO2进行了Li掺杂,使得TiO2中氧空位有效减少,电导率进一步增加,最终得到了18.25％的光电转换效率.在稳定性方面,由于在该准介观TiO2层上生长的钙钛矿结晶性更好,所以其对水汽、氧以及温度的忍耐性较好,未封装的电池在30％的相对湿度环境中放置一个月还能保持最初值一半以上的光电转换效率.

摘要： 本文首先基于热门研究的钙钛矿太阳能电池给出了钙钛矿的异质结，证明了钙钛矿可以产生自由载流子，也就是说在钙钛矿中Type-Ⅱ的PN结是不必要的，钙钛矿中没有Type-Ⅱ的PN结而有Type-Ⅰ的NN结。同时也证明了有机小分子材料中存在自由载流子的可能性。其次阐明了CTC具有的基本特征及CTC在OTFT、OLED、OPV中的应用，证明了CTC不仅在小分子材料中有很好的双极性特性，在太阳能电池中也是存在的。通过观察钙钛矿中的带隙结构，发现钙钛矿的吸收谱由给体和受体的HOMO-LUMO决定的。实验上观察的现象说明了钙钛矿与CTC有相同的特性。

摘要： 本文首先分析了器件结构，聚合物结构，以及能级示意图，指出聚合物可以作为添加剂提高钙钛矿太阳能电池的性能与稳定性，而少量聚合物的添加主要会降低钙钛矿薄膜的缺陷态密度从而提高电池性能，此外，少量聚合物的添加会提高钙钛矿薄膜的质量，少量聚合物的添加会提高钙钛矿薄膜的结晶度,增加晶粒尺寸减少晶界；其主要存在于晶界处，不会影响钙钛矿表面的浸润性。

摘要： 通过混合溶剂退火提高的钙钛矿材料质量，从而提升了器件的性能,在溶剂萃取过程中加入PCBM，可利用PCBM的钝化作用提升钙钛矿质量；当加入的PCBM量比较多的时候，可自组装的在钙钛矿上形成一层电子传输层，从而避免了电子传输层制备工艺，简化器件制备过程,对传统二步旋涂溶液法进行优化，利用极性溶剂DMF作为添加剂并且结合之前的溶剂退火工艺制备质量较高的钙钛矿材料，并分析了除DMF外其他极性溶剂如GBL、DMSO对钙钛矿结晶的影响。

摘要： 通过混合溶剂退火提高的钙钛矿材料质量，从而提升了器件的性能,在溶剂萃取过程中加入PCBM，可利用PCBM的钝化作用提升钙钛矿质量；当加入的PCBM量比较多的时候，可自组装的在钙钛矿上形成一层电子传输层，从而避免了电子传输层制备工艺，简化器件制备过程,对传统二步旋涂溶液法进行优化，利用极性溶剂DMF作为添加剂并且结合之前的溶剂退火工艺制备质量较高的钙钛矿材料，并分析了除DMF外其他极性溶剂如GBL、DMSO对钙钛矿结晶的影响。

摘要： 通过混合溶剂退火提高的钙钛矿材料质量，从而提升了器件的性能,在溶剂萃取过程中加入PCBM，可利用PCBM的钝化作用提升钙钛矿质量；当加入的PCBM量比较多的时候，可自组装的在钙钛矿上形成一层电子传输层，从而避免了电子传输层制备工艺，简化器件制备过程,对传统二步旋涂溶液法进行优化，利用极性溶剂DMF作为添加剂并且结合之前的溶剂退火工艺制备质量较高的钙钛矿材料，并分析了除DMF外其他极性溶剂如GBL、DMSO对钙钛矿结晶的影响。

摘要： 通过混合溶剂退火提高的钙钛矿材料质量，从而提升了器件的性能,在溶剂萃取过程中加入PCBM，可利用PCBM的钝化作用提升钙钛矿质量；当加入的PCBM量比较多的时候，可自组装的在钙钛矿上形成一层电子传输层，从而避免了电子传输层制备工艺，简化器件制备过程,对传统二步旋涂溶液法进行优化，利用极性溶剂DMF作为添加剂并且结合之前的溶剂退火工艺制备质量较高的钙钛矿材料，并分析了除DMF外其他极性溶剂如GBL、DMSO对钙钛矿结晶的影响。

摘要： 本发明公开了钙钛矿太阳能电池及其制备方法、钙钛矿太阳能电池组及其制备方法。其中，制备钙钛矿太阳能电池的方法包括：(1)提供多个预先形成有透明导电氧化物层的基底，将各个所述基底依次重叠放置，以便将所述基底作为掩膜覆盖在所述透明导电氧化物层上，并在所述透明导电氧化物层上形成重叠区域；(2)在未被所述基底覆盖的所述透明导电氧化物层上依次形成电子传输层、光活性层和空穴传输层。该方法通过将多个基底重叠，利用基底自身作为掩膜，可同时在多个上基底上形成薄膜层，显著提高钙钛矿太阳能电池的生产效率。

摘要： 本发明公开了一种自组装单分子层的制备方法，包括以下步骤：1)将带有类卤素基团的羧酸衍生物溶于有机溶剂，在60oC～70oC加热溶解，得到前驱溶液；2)将前驱溶液在室温下旋涂在氧化镍/ITO衬底上，然后置于热台上进行退火；3)冷却到室温后，立即用有机溶剂旋涂两次洗去，然后再退火一次，得到自组装单分子层。本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。本发明还公开了一种钙钛矿太阳能电池，包括自下而上依次层叠的ITO、空穴传输层、自组装单分子层、钙钛矿层、电子传输层、BCP、银电极。本发明通过单分子层的修饰，在器件的电压和效率等多方面都得到了明显提升，提高了电池的性能。

摘要： 本发明公开了一种富勒烯亚甲基衍生物Ⅰ在钙钛矿太阳能电池中的应用和一种钙钛矿太阳能电池，包括所述按层状结构依次设置的导电层、电子传输层、掺杂有富勒烯亚甲基衍生物Ⅰ的钙钛矿层、空穴传输层和电极。本申请通过将富勒烯亚甲基衍生物Ⅰ应用在太阳能电池中，能够有效的提高了太阳能电池的光伏性能。

摘要： 本发明涉及一种(004)晶面择优的二氧化钛在钙钛矿太阳能电池中的应用和钙钛矿太阳能电池的制备方法，属于钙钛矿太阳能电池领域。本发明通过控制磁控溅射过程中钛靶表面磁控溅射的功率密度，得到具有不同晶体结构和择优取向的二氧化钛电子传输层，实现了二氧化钛电子传输层晶体结构和择优取向的可调控。

摘要： 本发明涉及一种钙钛矿太阳能电池埋底界面修饰方法及钙钛矿太阳能电池，所述的埋底界面修饰层由具有特殊官能团的醋酸镍水溶液修饰后产生，一方面可以钝化电子传输层表面氧空位，减少了表面悬挂键，同时优化了ETL与PVK之间的能级匹配，缩小了能级壁垒，使电子的转移与提取更加高效。另一方面在退火过程中醋酸镍与钙钛矿层中的有机胺盐组分发生化学反应，产生的NiI2钝化PVK埋底界面的缺陷，同时Ac‑向上扩散调节结晶过程，最终以反应生成MAAc/FAAc的蒸汽形式离开薄膜。与此同时Ac‑调整钙钛矿层结晶过程，减少表面PbI2含量，增大了晶粒尺寸并且使晶粒尺寸分布更加均匀，改善了界面接触，提升薄膜质量，有效的提高钙钛矿层的光电转换效率与稳定性。

摘要： 本发明提供了一种钙钛矿太阳能电池的封装方法及钙钛矿太阳能电池。该封装方法包括将钙钛矿叠层置于盖板玻璃和底板玻璃之间，采用冷激光将所述盖板玻璃和底板玻璃的四周焊接封装的步骤。上述钙钛矿太阳能电池包括：盖板玻璃、钙钛矿叠层、底板玻璃；其中，所述底板玻璃设有凹槽；所述钙钛矿叠层设于所述盖板玻璃的表面，并且，所述钙钛矿叠层设于所述凹槽之内；所述底板玻璃和所述盖板玻璃通过冷激光焊接封装。本发明的封装方法很好地实现了对于钙钛矿太阳能电池模组的密封封装，能够阻隔水气分子进入，从而保护内部的钙钛矿材料。

摘要： 本发明提供了一种用于钙钛矿太阳能电池的溶剂体系，其由1,8‑二碘辛烷和1‑氯萘中的一种和二甲基亚砜、乙腈组成。本申请还提供了一种钙钛矿太阳能电池的制备方法。本申请提供的溶剂体系应用于钙钛矿活性层制备过程中，其在生产过程中低毒性，符合绿色化学、环境保护和可持续发展的要求，且本申请提供的溶剂体系与现有技术中常规的溶剂体系具有相当的电池性能。

摘要： 本申请适用于太阳能电池技术领域，提供了一种钙钛矿太阳能电池的制作方法和钙钛矿太阳能电池。钙钛矿太阳能电池包括依次层叠的玻璃基底、导电层、空穴传输层、钙钛矿光吸收层、电子传输层和电极，钙钛矿太阳能电池还包括第一凹槽和设于第一凹槽的钙钛矿保护层，第一凹槽贯穿电子传输层、钙钛矿光吸收层和空穴传输层，钙钛矿保护层形成有第二凹槽，电极包括第一导电部和第二导电部，第一导电部与电子传输层层叠设置，第二导电部穿设于第二凹槽并抵触导电层，钙钛矿保护层用于间隔钙钛矿光吸收层和第二导电部。如此，通过钙钛矿保护层，避免了钙钛矿光吸收层与电极直接接触导致的钙钛矿光吸收层的分解，可以提高钙钛矿太阳能电池的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种含氯有机钾盐修饰的钙钛矿太阳能电池电子传输层，钙钛矿太阳能电池及其制备方法。所述修饰方式为：含氯有机钾盐均匀布设在电子传输层表面；或者：含氯有机钾盐均匀布设在电子传输层内部；或者：含氯有机钾盐均匀布设在电子传输层内部以及表面。本发明通过含氯有机钾盐修饰电子传输层，利用K

摘要： 本实用新型公开了一种钙钛矿/硅异质结叠层太阳能电池和钙钛矿太阳能电池，所述钙钛矿太阳能电池包括钙钛矿层、电子传输层和透明电极层，所述电子传输层为有机化合物层，所述电子传输层设置在所述钙钛矿层上；所述透明电极层设置在所述电子传输层上，所述透明电极层为反应等离子体沉积层，所述透明电极层和所述电子传输层直接接触。根据本实用新型实施例的钙钛矿太阳能电池具有透光率高、生产成本低和输出功率稳定等优点。