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Adv.Energy.Mater.:稳定高效的聚合物掺杂钙钛矿电池|亚博网页登录
2021-03-13 [54521]
本文摘要:【章节目录】现如今钙钛矿电池效率早就超出21.1%,早就高达了商业化的的晶硅太阳能电池板,可是因为器件不会有可靠性低劣难题,相当严重防碍了其商业化的的过程。

【章节目录】现如今钙钛矿电池效率早就超出21.1%,早就高达了商业化的的晶硅太阳能电池板,可是因为器件不会有可靠性低劣难题,相当严重防碍了其商业化的的过程。钙钛矿充电电池中的每一层构造对器件特性的危害都十分大。在钙钛矿层中,钙钛矿晶体內部的缺少态非常少,因而载流子在钙钛矿晶体內部的添充能够忽略。可是,载流子添充与原材料水解反应的却常再次出现在钙钛矿的位错和钙钛矿薄膜表层上,相当严重牵制了器件的可靠性与高效率。

为了更好地提高器件的高效率与可靠性,一般通过降低钙钛矿顆粒规格来扩大位错总数来提升 器件的高效率,另外根据表层浸蚀的方法来提高器件的自然环境可靠性。科学研究寻找,在前驱体中重进高分子材料聚合物原材料,能够获得形状和晶粒大小不错的钙钛矿型薄膜。另外长链的聚合物能够组成网状结构薄膜使钙钛矿与水氧隔绝。

殊不知,这里有2个关键的难题仍没被系统软件的科学研究过:1.钙钛矿/聚合物表层了解不会有显著的电荷转移吗?2.如果有,否真为对器件特性不好?【成效简述】前不久,陕西省师范学校陕西省师范学校刘忠生专家教授和靳志文博士研究生(协同通讯作者)在AdvancedEnergyMaterials上公布发布了一篇起名叫“PolymerDopingforHigh-EfficiencyPerovskiteSolarCellswithImprovedMoistureStability”的文章内容。在此次科学研究中,学者用以了多种多样聚合物来对钙钛矿进行掺入。

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科学研究寻找,全部聚合物都能对钙钛矿进行合理地的浸蚀,与聚合物的带隙涉及。用以聚合物掺入的器件必须提升 10%的高效率,从17.43%降低至19.19%,器件的可靠性也得到 提升。

【文图简述】图1:器件框架图、截面SEM和可带图,聚合物的化学式与可带图(a)。钙钛矿太阳能电池板框架图;(b)。

钙钛矿太阳能电池板截面SEM图;(c)。钙钛矿太阳能电池板可带图;(d)。

所用以到的聚合物的化学式;(e)。聚合物的可带图。图2:掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的构造息息相关图(a-e)。掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的AFM图;(f-j)。

掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的SEM顶视图;(k-o)。掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的SEM侧视图。

图3:掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的特性息息相关图(a)。掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的XPS序;(b)。

掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的UPS序;(c)。掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的XRD序;(d)。掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的汲取序;(e)。掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜的PL序;(f)。

掺入有所不同浓度值J71聚合物的钙钛矿薄膜充电电池的J-V曲线图。图4:掺入有所不同聚合物的钙钛矿薄膜的特性息息相关图(a)。掺入有所不同聚合物的钙钛矿薄膜的XPS序;(b)。掺入有所不同聚合物的钙钛矿薄膜的UPS序;(c)。

掺入有所不同聚合物的钙钛矿薄膜的XRD序;(d)。掺入有所不同聚合物的钙钛矿薄膜的汲取序;(e)。掺入有所不同聚合物的钙钛矿薄膜的PL序;(f)。

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掺入有所不同聚合物的钙钛矿薄膜充电电池的J-V曲线图。图5:仍未掺入器件与J71掺入提升后的器件特性比照(a)。比照器件的正反面洗J-V曲线图;(b)。

比照器件的EQE曲线图;(c-f)。比照器件各取于25个器件的Jsc(c)、Voc(d)、FF(e)和PCE(f)的统计数据产自。图6:仍未掺入聚合物与掺入J71聚合物器件比照稳定性测试与别的功能测试(a)。

0.9V偏压下,比照器件的高效率与時间的关联曲线图;(b)。仍未PCB比照器件的气体脆化時间;(c)。掺入J71与未掺入的钙钛矿薄膜的磁共振序;(d)。

暗电流转折点检测,插图为器件构造;(e)。二种薄膜堆积在TiO2/FTO上的時间鉴别荧光光谱;(f)。沟通交流电阻器曲线图。【总结】科学研究强调,对钙钛矿薄膜进行聚合物掺入能够合理地提高器件的特性。

聚合物掺入促使钙钛矿薄膜的圈套态密度大幅度降低,浸蚀实际效果得到 提升 ,使太阳能电池板高效率提高到19.19%,防止了J–V的减缓状况,而且展示出出有更加优异的可靠性。


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