钙钛矿太阳电池

摘要： 优化界面接触、增强界面处载流子传输对于提高钙钛矿电池性能具有重要意义。本研究将适量二甲基亚砜(DMSO)添加到聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)空穴传输层中,改善了空穴传输层的导电性和空穴传输特性,有效提高了反式平面钙钛矿太阳能电池光伏性能。短路电流(J_(sc))从21.29 mA/cm^(2)提高到22.15 mA/cm^(2),填充因子(FF)从76.35%提高到80.09%,转换效率(PCE)从16.02%提高到17.01%。薄膜与器件性能综合测试结果表明,DMSO的掺入使PEDOT∶PSS发生适度相分离,形成更好的PEDOT导电通道,增强了PEDOT∶PSS的导电特性。稳态光致发光光谱呈现出显著的荧光猝灭效应,也表明掺杂DMSO后PEDOT∶PSS的空穴提取能力得到提高,钙钛矿活性层与阳极之间的空穴传输更加顺畅,有助于实现高达80%以上的填充因子。本研究为改善反式平面钙钛矿太阳电池或有机太阳电池光伏性能提供了一种高效、简便的方法,具有很好的现实意义。

摘要： 有机-无机杂化钙钛矿太阳电池光稳定性、热稳定性较差,且传统的电子传输层TiO_(2)需要高温制备,不利于制备柔性较好的电池器件。基于SCAPS设计以CsPbI_(3)为吸收层的全无机钙钛矿太阳电池,其结构为:FTO/ETL/CsPbI_(3)/spiro-OMeTAD/Au。分别以TiO_(2)、CdS及IGZO作为电子传输层进行分析,通过数值仿真结果可知,IGZO作为电子传输层可获得更好的性能。探讨了CsPbI_(3)吸收层厚度、缺陷态密度、掺杂浓度以及IGZO厚度和掺杂浓度对电池性能的影响,当CsPbI_(3)吸收层厚度为600 nm,缺陷态密度为10^(10) cm^(-3),掺杂浓度为10^(19) cm^(-3),而IGZO厚度和掺杂浓度分别为30 nm和10^(21) cm^(-3)时,电池输出特性为:V_(oc)=1.56 V,J_(sc)=20.08 mA/cm^(2),FF=81.21%,h_(PCE)=25.45%。为新型、高效全无机钙钛矿太阳电池的设计提供一定的指导思路。

摘要： 为解决钙钛矿太阳电池中MAPbI_(3)的不稳定性问题,提高电池性能,对以TiO_(2)纳米棒阵列作为电子传输层、Sb_(2)S_(3):P3HT共混物作为钙钛矿MAPbI_(3)修饰层的太阳电池进行了研究。首先,以SbCl_(3)作为锑源,Na_(2)S_(2)O_(3)作为硫源,采用溶剂热法制备合适尺寸的Sb_(2)S_(3)纳米球;其次,通过超声分散法将Sb_(2)S_(3)与P3HT在氯苯溶液中共混得到Sb_(2)S_(3):P3HT共混物,将其旋涂于沉积了MAPbI_(3)薄膜的TiO_(2)纳米棒阵列上,形成FTO/TiO_(2)NR/MAPbI_(3)/Sb_(2)S_(3):P3HT复合膜,制备成TiO_(2)纳米棒阵列MAPbI_(3)/Sb_(2)S_(3):P3HT太阳电池;最后,采用SEM,XRD,J-V曲线和紫外可见吸收光谱等方法进行表征和测试。结果表明,制备的结构为FTO/TiO_(2)NR/MAPbI_(3)/Sb_(2)S_(3):P3HT/Spiro-OMeTAD/Ag的太阳电池,能量转换效率(PCE)最高达到了14.73%,与未采用Sb_(2)S_(3):P3HT共混物修饰的TiO_(2)纳米棒阵列MAPbI_(3)太阳电池相比,能量转换效率得到了明显提升。因此,Sb_(2)S_(3):P3HT共混物能避免出现钙钛矿MAPbI_(3)被氧化的不稳定性问题,可有效提高TiO_(2)纳米棒阵列MAPbI_(3)太阳电池的性能。

摘要： 钙钛矿太阳电池作为近年来发展迅速的新型光伏器件,效率已高达25.7%,掌握钙钛矿太阳电池器件为理解各类太阳电池工作机制奠定基础。关键材料物理特性参数的选择在光伏器件相关课程设计实践中非常重要。钙钛矿太阳电池作为典型新型光伏器件,针对电子传输材料对无机钙钛矿太阳电池性能影响研究的实际案例开展,对于学生掌握光电器件设计要点、开展相关研究十分重要。

摘要： 多元硫化物Cd_(0.5)Zn_(0.5)S和氧化亚铜Cu_(2)O载流子迁移率较大,且其制作工艺相对于传统的电子传输层和空穴传输层更为简单,因此这两种材料在钙钛矿太阳电池中具有很好的应用潜力。本文利用SCAPS-1D软件对以Cu_(2)O和Cd_(0.5)Zn_(0.5)S为传输层、以铅基卤化物钙钛矿为吸收层的太阳电池进行模拟,主要研究了该器件的材料厚度、掺杂浓度、禁带宽度等因素对太阳电池性能的影响。结果表明:当光吸收层(CH_(3)NH_(3)PbI_(3))厚度开始增大时电池性能逐渐提高,但是增大到一定厚度时,电池性能下降,光吸收层的最佳厚度为400 nm;当光吸收层的缺陷态密度小于1.0×10^(14) cm^(-3)时,缺陷态密度对电池性能的影响比较小;此外,铅基卤化物钙钛矿的禁带宽度对电池性能有重要影响,最佳禁带宽度为1.5 eV左右。通过模拟,得到了优化后的性能参数为:开路电压为1.010 V,短路电流密度为31.30 mA/cm^(2),填充因子为80.01%,电池转换效率为25.20%。因此,Cu_(2)O/CH_(3) NH_(3)PbI_(3)/Cd_(0.5)Zn_(0.5)S钙钛矿太阳电池是一种很有发展潜力的光伏器件。

摘要： 钙钛矿太阳电池以其优异的性能和发展潜力而成为新能源领域研究热点,但仍然存在缺陷密度大、稳定性差等不足。本研究通过实验对比多种常见氨基酸的掺杂效果后,将小分子有机物L-精氨酸引入钙钛矿前驱体溶液,并通过二元两步法制备钙钛矿太阳电池。L-精氨酸掺杂提升了器件的光电性能,光电效率由18.81%提升到21.86%。L-精氨酸通过降低钙钛矿层缺陷密度(由4.83×10^(16) cm^(-3)降低到3.45×10^(16) cm^(-3)),减少了载流子非辐射复合,延长了载流子的平均寿命,且钙钛矿晶粒尺寸增大、晶界减少、薄膜吸光能力增强且稳定性提升,迟滞效应得到抑制。这是由于L-精氨酸的多种基团与钙钛矿材料作用钝化了缺陷造成的。本研究为钙钛矿太阳电池的性能优化提供了一种借鉴方法。

摘要： 基于SCAPS-1D,以CH3NH3SnI3为吸收层,以PCBM和NiO分别为电子传输层和空穴传输层构建反式无铅钙钛矿太阳电池并进行仿真。仿真结果表明,随着金属背电极功函数逐渐增大,电子传输受到阻碍,电池性能下降;增加界面缺陷态密度,使得复合中心和陷阱增多,导致开路电压减小而影响器件性能。NiO和CH3NH3SnI3间的界面缺陷对电池性能影响更为明显;工作温度升高,电池性能不断下降,因此应尽量避免电池工作温度过高;ITO功函数越大,电池内部传输势垒越小,促进空穴运输,使得界面复合减弱,电池输出较佳性能。

摘要： 能源是当今人类社会发展面临的首要问题。当前,我国的能源消耗主要依赖以煤和石油为主的化石能源,这带来了环境污染、二氧化碳排放超标等亟待解决的问题。同时,化石能源还存在资源有限的问题,不能支持人类的可持续发展。因此,我们必须努力开发低碳、低污染和可持续发展的可再生能源。将太阳能直接转换成电能的太阳电池(或称太阳能电池)是实现太阳能利用的一个重要方面。太阳电池包括晶体硅(单晶硅、多晶硅)太阳电池、无机半导体(非晶硅、铜铟镓硒、砷化镓等)薄膜太阳电池、染料敏化太阳电池、有机-无机杂化钙钛矿太阳电池和有机太阳电池等。

摘要： 高效钙钛矿太阳电池中通常采用有机p型半导体材料作为空穴传输层.有机材料在湿度、温度、紫外照射等环境因素下会出现严重的性能衰退,加速钙钛矿太阳电池的老化,成为实现其实际应用的主要障碍之一.本文提出采用无机硫氢酸亚铜(CuSCN)作为空穴传输材料,并通过锂掺杂提高其空穴传输特性;在此基础上采用聚[双(4苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]修饰CuSCN表面,避免CuSCN和碘化铅(PbI_(2))间的相互作用,实现了大晶粒、致密钙钛矿薄膜的制备,最终实现了钙钛矿太阳电池性能的有效提升.本工作为稳定、高效钙钛矿太阳电池的制备提供了可借鉴的策略.

摘要： 采用一维太阳电池模拟软件SCAPS-1D系统探究了FTO/TiO_(2)/CsSn_(0.5)Ge_(0.5)I_(3)/Cu_(2)O/Au太阳电池中钙钛矿吸收层厚度、缺陷密度以及ETL/perovskite和perovskite/HTL界面层缺陷密度对电池性能的影响.结果表明:钙钛矿吸收层厚度过薄不利于材料对光的充分吸收,过厚增加薄膜的缺陷密度,均会导致太阳电池的光电转换效率降低;不同界面层缺陷密度对器件性能有不同影响.通过优化,当吸收层厚度为800 nm,缺陷密度为1×10^(15) cm^(-3),ETL/perovskite和perovskite/HTL界面层缺陷密度分别为1×10^(15) cm^(-3)和1×10^(16) cm^(-3)时,器件可取得25.43%的光电转换效率.

摘要： 本文重点对印刷制备半透明钙钛矿太阳电池及其在钙钛矿-硅基叠层电池中的应用进行了研究，并指出新型的透明电极材料包括金属导纳米薄层，金属纳米线电极，碳导电材料（碳纳米管、石墨烯等），导电聚合物（PEDOT:PSS等），并且具有透光率高，稳定性较好，导电性能好的优势。其制备技术主要包括低功函金属的油墨化，电极与活性层（或电极修饰层）界面性能，溶剂对下层的破坏，印刷工艺、后处理工艺，温度等。

摘要： 近几年,有机-无机杂化钙钛矿太阳电池迅速兴起并且获得了媲美硅基电池的效率,受到了学术界以及产业界的高度关注.随着效率的提高,如何解决稳定性、大面积制备等问题也迅速被提上日程.另一方面,随着对环境问题的关注,溶液法制备的钙钛矿电池的污染问题也逐渐受到重视.如何采用低毒、无毒溶剂或者非溶剂的制备方法是下一步发展的重点.自2013年Snaith团队成功实现钙钛矿薄膜的真空气相沉积以来,气相法制备技术在钙钛矿薄膜及器件制备领域也获得越来越多的研究.相比于溶液法,真空气相沉积技术具有如下优点:1.气相法不需要采用有机溶剂,因此更加绿色环保.2.真空镀膜技术是一种成熟的工业工艺技术,可以进行大面积的均匀薄膜的制备.3.钙钛矿薄膜的制备过程对真空度(1Pa)及源温度(＜200度)的要求较低,因此对设备及能耗的要求较低.本报告将介绍在气相法制备钙钛矿太阳电池的实验方案,通过界面改性获得了可比拟溶液法制备的钙钛矿太阳电池的效率.最后通过设计一种三维-二维钙钛矿的平面异质结结构,极大的提高了钙钛矿太阳电池的稳定性,非封装器件在湿度RH～50％±5％环境下保存20天后仍保持原来92％的效率,在环境温度达到80°C±2°C环境下保存27天后仍保持原来76％的效率.

摘要： 介绍了研究背景与意义，平面型钙钛矿太阳电池性能的优化，引入PC61BM缓冲层制备多孔结构的前躯体薄膜，优化钙钛矿薄膜质量提高器件性能，平面型钙钛矿太阳电池在钙钛矿/硅异质结叠层电池中的应用。

摘要： 介绍了钙钛矿电池的技术现状与挑战，无铅/少铅钙钛矿电池的发展，无铅/少铅钙钛矿材料及高效率太阳电池，无铅/少铅钙钛矿电池的稳定性钙钛矿太阳电池的发展与挑战优点:良好的光电特性低成本柔性待解决的问题:稳定性大面积铅毒性。

摘要： 本文研究空穴传输层对平面异质结电池的特性的影响和CH3NH3Pbl3性能对平面异质结电池的特性的影响。对于无HTM的电池，对波长长于600nm的光的吸收明显低于有HTM的电池。扩散长度的增加，有助于电池性能的增加。但无HTM的电池的开路电压要大大低于有HTM的电池。弱的长波吸收和低的开路电压，使无HTM的电池的效率偏低。结合钙钛矿太阳电池在实验上取得的成功，较高的光电转换效率器件的吸收层的相对介电常数ξr不应该超过40。整个吸收层的光生载流子的收集能力下降，导致了JSC降低。而且，Voc的增加源于反向暗饱和电流的降低。

摘要： We have demonstrated that high-quality inorganic CsPbBr3perovskite films and high-efficiency planar CsPbBr3solar cells can be fabricated by dual-source vacuum thermal coevaporation of CsBr and PbBr2.The optimal deposition conditions of CsPbBr3films are asubstrate temperature of300°C,evaporation rate ratio of CsBr to PbBr2of0.7:1,and post-annealing temperature of500°Cfor15s.The deposited films are extremely uniform and have large grains.

摘要： 外源离子迁移(extrinsic ion migration,EIM)EIM对器件性能和迟滞效应的影响、EIM对电池稳定性的影响。

摘要： 通过"稳定过渡膜"制备高致密、全覆盖的CsPbIBr2钙钛矿薄膜,MoOX阴极缓冲层有效改善电极与CsPbIBr2钙钛矿薄膜接触，降低肖特基势垒，进而提升太阳电池光伏性能，器件表现出良好的热稳定性及保存稳定性。

摘要： 本文研究了CdS缓冲层对钙钛矿性能的影响以及退火温度对基于ZnO/CdS衬底的钙钛矿薄膜性能及电池的影响。研究发现，引入CdS缓冲层后，钙钛矿与ZnO间带阶减小，电池开路电压损失变小，电子更容易传输，电池的开路电压和短路电流均有所提升。随着退火温度的升高，基于ZnO/CdS衬底的钙钛矿薄膜吸收变大，钙钛矿结晶增强，并且钙钛矿晶粒变大。电池性能得到明显的提升。但当退火温度升高至140摄氏度时，钙钛矿分解，电池性能下降。

摘要： 本文将PEDOT:PSS和Nafion溶液混合搅拌，通过旋涂法制备薄膜作为空穴传输层。PEDOT:PSS薄膜的粗糙度为5.16nm，PEDOT:PSS:Nafion薄膜的粗糙度为6.12nm。粗糙度的提高表明PEDOT:PSS和Nafion共混后，薄膜的晶粒尺寸增大，从而增大了与钙钛矿界面的接触面积，更有利于空穴传输，提高器件的整流比。PEDOT:PSS和Nafion共混对器件的短路电流有一定的提升，器件的整体性能同时得到提升。

摘要： 本发明提供了一种钙钛矿/晶体硅叠层太阳电池的电荷传输层，包括空穴传导层以及复合在空穴传导层上的自装配单层；所述电荷传输层为设置在晶体硅层与钙钛矿层之间的电荷传输层；所述电荷传输层中的空穴传导层位于晶体硅层之上；所述电荷传输层中的自装配单层位于钙钛矿层之下。本发明先在晶体硅层上制备了一层空穴传导层，再在其上制备一层自装配单层，组成双层空穴传输层，该双层空穴传输层设计结构在制备工艺，薄膜质量方面非常稳定，且界面能级匹配较好，制备的器件性能更加高效。

摘要： 本发明涉及一种基于钙钛矿太阳电池和体异质结太阳电池的集成太阳电池及其制备方法。所述集成太阳电池，其自下而上依次包括透明电极、空穴传输层、钙钛矿吸光层、有机物共混层、任选地空穴阻挡层以及金属电极。本发明通过将钙钛矿太阳电池和体异质结太阳电池制备成集成电池，弥补了钙钛矿太阳电池光吸收范围较窄和窄带隙体异质结太阳电池在可见光区吸收较弱的缺点，提高了太阳光的利用范围，提高了能量转化效率。这种集成电池有与并联电池类似的特点，转化效率可突破单结太阳电池能量转换效率的理论极限，有很好的应用前景。

摘要： 本发明属于钙钛矿太阳电池技术领域，特别涉及基于二氧化钛/钙钛矿嵌入型复合纳米结构的钙钛矿太阳电池及其制备方法。所述太阳电池自下而上依次为：玻璃基底、FTO透明电极、TiO

摘要： 本发明公开了一种钙钛矿太阳电池的改性方法和高效稳定钙钛矿太阳电池及其制备方法。改性是通过一步旋涂法将荧光素钠的异丙醇溶液旋涂在钙钛矿层靠近空穴传输层一侧的表面，在手套箱内制备形成改性钙钛矿薄膜，进而提高了钙钛矿太阳电池的各项光伏性能。本发明还依次通过SnO2电子传输层、钙钛矿吸光层、荧光素钠钝化层、空穴传输层的制备，以及电极的蒸镀和电池组装，最终得到的钙钛矿太阳电池。其光电转换效率高达23.24％，且老化720小时后仍然保持初始效率87％以上的光电转换效率，该制备方法操作简易，质量高、重复性好。

摘要： 本发明提供了一种钙钛矿太阳电池、钙钛矿电池组件及二者的制备方法。钙钛矿太阳电池包括钙钛矿层，在电池的一个或多个侧面具有边缘钝化区，边缘钝化区中具有沿第一方向叠加的至少两层边缘钝化层，其中，至少两层边缘钝化层中的至少一者在第二方向的厚度大于或等于钙钛矿层的厚度，以使边缘钝化区至少覆盖钙钛矿层在一个或多个侧面露出的表面。本发明的钙钛矿太阳电池、钙钛矿电池组件及二者的制备方法，在钙钛矿太阳电池未封装前，通过在其侧面沉积至少两层防水且稳定的钝化材料，增强对于太阳电池的保护，提升钙钛矿太阳电池的效率和可靠性。

摘要： 本发明公开一种基于分步热蒸发制备钙钛矿太阳电池吸收层及钙钛矿太阳电池的方法，首先通过热蒸发将PbI2沉积至FTO/TiO2衬底上；接着通过两步热蒸发使甲基碘化铵(MAI)蒸气与PbI2薄膜反应；最后对反应产物进行退火，在FTO/TiO2衬底上获得钙钛矿层(CH3NH3PbI3)。两步热蒸发具体为：把制备的PbI2薄膜放于热蒸发装置中，并在PbI2薄膜的正下方放置MAI粉末；然后在200±10°C的环境下，先常压反应1～10min，再负压反应2～15min，完成2次热蒸发反应。此方法可以有效调控钙钛矿晶粒的生长过程，增大钙钛矿晶粒尺寸，进而提高器件的光电转换效率。

摘要： 本发明涉及一种基于钙钛矿太阳电池和体异质结太阳电池的集成太阳电池及其制备方法。所述集成太阳电池，其自下而上依次包括透明电极、空穴传输层、钙钛矿吸光层、有机物共混层、任选地空穴阻挡层以及金属电极。本发明通过将钙钛矿太阳电池和体异质结太阳电池制备成集成电池，弥补了钙钛矿太阳电池光吸收范围较窄和窄带隙体异质结太阳电池在可见光区吸收较弱的缺点，提高了太阳光的利用范围，提高了能量转化效率。这种集成电池有与并联电池类似的特点，转化效率可突破单结太阳电池能量转换效率的理论极限，有很好的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种钙钛矿太阳电池透明导电衬底，其特征在于：由上至下依次包括玻璃层(1-1)、高透光TCO层(1-3)、高电导TCO层(1-4)，所述高透光TCO层(1-3)是一层厚度均匀的薄膜，透光率≥85%，所述高电导TCO层(1-4)是一层由交错的互联线(1-4a)构成的网状结构，电阻率≤6e-4??cm。本发明还公开了一种钙钛矿太阳电池透明导电衬底的制备方法以及一种太阳电池。本发明的钙钛矿太阳电池透明导电衬底，兼顾了电导性和透光性，为钙钛矿太阳电池的发展和产业化应用提供了便利。

摘要： 本发明属于钙钛矿太阳电池技术领域，特别涉及基于二氧化钛/钙钛矿新型复合纳米结构的钙钛矿太阳电池及其制备方法。所述太阳电池自下而上依次为：玻璃基底、FTO透明电极、TiO

摘要： 本实用新型公开了一种钙钛矿太阳电池透明导电衬底，其特征在于：由上至下依次包括玻璃层(1-1)、高透光TCO层(1-3)、高电导TCO层(1-4)，所述高透光TCO层(1-3)是一层厚度均匀的薄膜，透光率≥85%，所述高电导TCO层(1-4)是一层由交错的互联线(1-4a)构成的网状结构，电阻率≤6e-4??cm。本实用新型还公开了一种钙钛矿太阳电池。本实用新型的钙钛矿太阳电池透明导电衬底，兼顾了电导性和透光性，为钙钛矿太阳电池的发展和产业化应用提供了便利。