请选择 目标期刊

界面修饰策略在钙钛矿太阳能电池中的应用 下载:31 浏览:319

孟凡宁1 刘彩云1 高立国1 马廷丽2,3 《应用化学学报》 2020年11期

摘要:
目前钙钛矿太阳能电池的认证效率已达25.2%,被认为是下一代最有希望的薄膜太阳能电池候选者。但通过溶液加工方法制备的钙钛矿薄膜不可控的形貌与较差的结晶性是制约器件稳定性提升和大面积生产的主要原因。为了有效解决这一难题,研究者们通常在电荷传输层与钙钛矿层之间进行界面修饰。本文从界面修饰的角度出发,总结了不同界面修饰策略在钙钛矿太阳能电池中的应用,并展望了界面修饰在低成本和大面积钙钛矿太阳能电池的应用前景。

手性钙钛矿纳米材料的构筑及光电性能 下载:31 浏览:302

周明浩1,2 姜爽1 张天永1 史永宏2 金雪2 段鹏飞2,3 《应用化学学报》 2020年5期

摘要:
金属卤化物钙钛矿纳米材料因其丰富的化学结构和优异的光电性能,已成为一种极具应用前景的半导体材料。在钙钛矿无机框架中引入有机手性分子后,能够比较容易地得到手性钙钛矿纳米材料,从而可以极大地推动智能光电材料和自旋电子器件的快速发展。本文将综述手性钙钛矿纳米材料的构筑与手性产生机理的最新研究进展,包括一维手性钙钛矿纳米线、二维及准二维手性有机-无机杂化钙钛矿纳米片、三维手性钙钛矿纳米晶、超分子组装体系中诱导的手性钙钛矿纳米晶等。值得注意的是,不同种类的手性钙钛矿纳米材料在圆二色性、圆偏振发光、铁电性、自旋电子学等方面展现出优异的光电性能及巨大的应用前景。但是,有关手性钙钛矿纳米材料的研究目前还处于初级阶段,其中很多机理还存在争议,许多基础性和应用型的工作也有待开展。

界面钝化策略:提高钙钛矿太阳能电池的稳定性 下载:35 浏览:310

王蕾1,2 周勤1,2 黄禹琼1,2 张宝1 冯亚青1,2 《应用化学学报》 2020年1期

摘要:
近年来,新兴起的有机无机杂化钙钛矿太阳能电池突飞猛进,在短短十年里其光电转化效率从3. 8%迅速发展到目前25. 2%的认证效率,被视为最具有应用潜力的新型高效率太阳能电池之一。虽然钙钛矿太阳能电池具有很高的光电转换效率已与多晶硅薄膜电池相媲美,但是电池的长期稳定性仍是阻碍其商业化的一大挑战。钙钛矿表面和晶界存在大量的缺陷,界面钝化来提高钙钛矿太阳能电池的稳定性是非常重要且有效的策略。二维钙钛矿材料是有机胺层与无机层交替的层状钙钛矿,具有体积较大的有机铵阳离子,与传统的三维钙钛矿材料相比对于环境的稳定性较好,并且结构灵活可调,在三维钙钛矿表面修饰二维钙钛矿层钝化缺陷,在提高钙钛矿太阳能电池效率的同时又保证了稳定性,另外,合适的钝化剂分子也能够非常有效地钝化缺陷。本文总结了钙钛矿太阳能电池的不稳定因素,归纳了钙钛矿太阳能电池界面钝化方面的研究进展,指出了二维钙钛矿材料发展的巨大潜力以及寻找合适钝化剂分子的原则,期望能够为获得高性能的钙钛矿太阳能电池进而实现商业化提供有益的指导。

锡基钙钛矿太阳电池光吸收材料 下载:64 浏览:411

李晓茵 周传聪 王英华 丁菲菲 周华伟 张宪玺 《应用化学学报》 2019年9期

摘要:
钙钛矿太阳电池以其优异的光吸收特性、载流子传输能力以及简单的制备工艺,成为太阳电池领域研究的热点。高效、无污染、低成本一直是太阳电池领域追求的目标。然而,传统钙钛矿太阳电池由于其光吸收材料中含重金属元素铅,对环境有较大影响,从而限制了此类钙钛矿太阳电池的进一步商业化应用。基于此,科学家们都在致力于寻找新的无铅钙钛矿材料。在众多无铅钙钛矿材料中,锡基钙钛矿材料由于其相对较小的毒性、合适的带隙以及相应器件具有较高的能量转换效率等优点,成为最有希望应用于钙钛矿太阳电池的替代材料。然而,锡基钙钛矿太阳电池也存在一些弱点,其能量转换效率和器件稳定性相较于铅基钙钛矿太阳电池仍然存在很大差距,器件制备过程中对空气十分敏感。为了更好地解决这些问题,对锡基钙钛矿材料及器件性能的各种影响因素进行系统地研究势在必行。文章分类介绍了各类锡基钙钛矿材料及其在太阳电池中的应用,包括有机-无机杂化锡基钙钛矿材料,锡铅混合钙钛矿材料和全无机锡基钙钛矿材料,综述了锡基钙钛矿材料及其相应器件性能的最新研究进展,并且讨论了影响器件性能的各项因素,最后对锡基钙钛矿太阳电池未来的发展做出了展望。

钙钛矿太阳电池电子传输层与光吸收层的界面工程 下载:56 浏览:413

单雪燕1,2 王时茂1,3 孟钢1,3 方晓东1,2,3 《应用化学学报》 2019年7期

摘要:
钙钛矿太阳电池(PSCs)自2009年出现至今经历了光伏领域前所未有的快速发展,目前经认证的最高光电转换效率已超过23%,极具应用前景。界面工程是提升PSCs性能的有效途径之一,本文回顾了PSCs中电子传输层和钙钛矿光吸收层间界面工程的主要研究工作,根据作用效果将相关研究按照改善钙钛矿光吸收层质量、提高电子传输层与钙钛矿层间的能级匹配度和提升电池稳定性等三类进行了梳理和总结,并对电子传输层和钙钛矿光吸收层间界面工程的前景进行了展望。

固体氧化物燃料电池(SOFC)钛基钙钛矿阳极的研究进展 下载:88 浏览:405

林佩俭 苗鹤 王洲航 陈斌 武旭 扬袁 金良 《新材料》 2020年10期

摘要:
燃料电池是一种把化学能直接连续转化为电能的高效、环保的发电系统。固体氧化物燃料电池(SOFC)作为第四代燃料电池,其结构为全固态结构,在中高温条件下工作。SOFC具备燃料范围广、材料成本低、使用寿命长、发电效率高、余热利用价值高等优点。SOFC阳极为从外界输运过来的燃料与从阴极传递过来的氧离子发生电化学反应提供场所。开发高性价比的阳极是提高SOFC性能、降低其制造成本的关键。SOFC阳极材料包括贵金属、Ni基材料、Cu基材料、钙钛矿等。然而,贵金属阳极受成本制约较为严重,Ni基阳极在使用碳氢燃料时易产生积碳而降低其使用寿命,Cu基阳极的电化学活性较低。钙钛矿阳极因其稳定的结构、较高的抗积碳和耐硫毒化能力而得到广泛关注,近年来各类钙钛矿阳极的报道层出不穷。钛基钙钛矿因其较好的催化活性、电化学稳定性、抗硫中毒及抗积碳性能成为近年来SOFC阳极研究的热点。但相较传统Ni基阳极,钛基钙钛矿仍存在催化活性和电导率较低等问题。因此,若将钛基钙钛矿阳极直接应用于SOFC中则无法满足大功率放电需求。近年来,研究者们发现可以采用掺杂、复合改性等方法来提高钛基钙钛矿阳极的电化学活性。本文以目前研究较为广泛的La掺杂钛酸锶、Y掺杂钛酸锶和其他体系的钛基钙钛矿作为对象,重点讨论了钛基钙钛矿的改性方法(如掺杂和复合)和研究进展,并给出钛基钙钛矿的发展方向。本文将为高活性、高稳定性SOFC钙钛矿阳极的研究开发提供参考依据。

低维钙钛矿:兼具高效率和稳定性的新型太阳能电池光吸收层候选材料 下载:89 浏览:467

陈皓然1 夏英东1 陈永华1 黄维1,2,3 《新材料》 2018年4期

摘要:
使用有机无机杂化钙钛矿材料作为光吸收层的钙钛矿太阳能电池自进入人们的视野以来,其制备工艺和器件结构不断得到优化,短短几年内效率取得了非常可观的增长。与此同时,这种基于三维钙钛矿材料的电池的缺点也越来越突出,尤其是材料的不稳定性,严重阻碍了其发展。低维钙钛矿材料具有有机胺层与无机层(金属卤化物钙钛矿晶体)之间相互交替的低维(层状)结构,其中被有机胺隔开的独立钙钛矿层中八面体的层数n越小,钙钛矿越接近二维结构。相比传统三维钙钛矿结构,低维钙钛矿材料应用于光伏器件具有两大优势:(1)耐湿性、光热稳定性大大增强;(2)可以通过改变n和插入的有机胺的种类来实现光学及电学性质的可调性。然而,低维钙钛矿具有较大的光学带隙,有机胺的引入降低了载流子迁移率,导致低维钙钛矿电池的效率明显低于三维钙钛矿电池。因此,近三年来除研究钙钛矿层数对材料性质和器件性能的影响外,研究者们主要从选择合适的有机胺和优化薄膜制备工艺方面不断尝试,并取得了丰硕的成果,在充分发挥低维钙钛矿稳定性优势的同时大幅提升了器件效率。目前,低维钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已由2014年的4.37%跃升至13.7%。在较高效率的低维钙钛矿太阳能电池中已取得成功应用的有机胺类包括苯乙胺(PEA)、正丁胺(n-BA)、异丁胺(iso-BA)、聚乙烯亚胺(PEI)等。其中PEA应用得最早;n-BA是运用在目前为止最高效的低维钙钛矿电池中的有机胺;而PEI插层形成的低维钙钛矿拥有相对更小的光学带隙和更高的耐湿性,但载流子的传输会受到更大的限制。低维钙钛矿薄膜的制备起初主要采用简单的一步旋涂法,但此法所得的低维钙钛矿平行于基底生长,器件效率很低。近两年的研究工作将基底预热、浸泡、反溶剂滴加等手段引入到钙钛矿旋涂工艺中,实现了低维钙钛矿优先垂直基底生长,为突破低效率瓶颈提供了可能。此外,以三维钙钛矿为基础,以有机胺为添加剂,制得的二维和三维混合的钙钛矿结构,也可以实现器件效率和稳定性的双提升。本文归纳了低维钙钛矿光伏器件的研究进展,分别对低维钙钛矿的分子结构、插入的有机胺的选择、钙钛矿薄膜的制备方法等进行介绍,分析了低维钙钛矿太阳能电池面临的问题并展望其前景,以期为制备稳定和环境友好的新型钙钛矿太阳能电池提供参考。

钙钛矿太阳能电池发展现状及展望 下载:83 浏览:432

郑睿明 刘晓霖 林佳 《能源学报》 2018年6期

摘要:
基于有机-无机杂化钙钛矿材料的钙钛矿太阳能电池因其高光吸收系数、长载流子寿命以及制造工艺简易等优点受到了广泛的关注。目前钙钛矿太阳能电池的最高光电转换效率已经达到了22.1%,其发展速度令人惊讶。文中主要对钙钛矿材料的结构、光电性质、制备等做了系统性的总结,详细说明了钙钛矿太阳能电池的工作原理及其几种典型结构,同时总结了钙钛矿太阳能电池领域近期的重要成果,并对钙钛矿太阳能电池未来的发展趋势做了展望。

二维钙钛矿光电材料的光学性质 下载:48 浏览:412

张云雁 《光电子进展》 2019年2期

摘要:
相同的晶体结构导致二维和三维钙钛矿具有不同的光学性质。相对于三维钙钛矿材料,在同等条件下,二维钙钛矿稳定性显著提高。实验发现,可通过将剥离晶体的二维钙钛矿无机层中八面体[MX6]4-层数(n)从5减小到1,使能隙从1.85eV单调增加到2.42eV,且二维有机无机杂化钙钛矿的瞬态光调制光谱可用来测量Rashba分裂。最后讨论了二维钙钛矿将来可能的研究方向。

钙钛矿结构介电陶瓷材料的微结构调控及其电性能研究 下载:52 浏览:593

杨海霞 《材料科学研究》 2024年9期

摘要:
钙钛矿结构介电陶瓷材料因其优异的电性能和结构稳定性,在现代电子设备中得到了广泛应用。本文系统地探讨了钙钛矿结构介电陶瓷材料的微结构特征、调控方法及其对电性能的影响,并展望了其未来的应用前景。首先,分析了钙钛矿结构材料的晶粒尺寸、晶界特性和缺陷分布对电性能的重要影响。其次,介绍了化学元素掺杂、烧结工艺优化、多层复合结构设计和晶界工程技术等多种微结构调控方法。通过实验数据和理论分析,证明了这些方法在优化材料电性能方面的有效性。最后,讨论了钙钛矿结构介电陶瓷材料在高频电子元件、传感器和储能设备等领域的应用前景,并提出了未来的研究方向。希望通过本研究,为该领域的持续发展和创新提供理论指导和实践参考。

钙钛矿型钛酸盐材料在光催化领域研究进展 下载:516 浏览:3538

金成阳 张馨怡 李欣怿 张宸纲 张柯 《新材料》 2021年2期

摘要:
钙钛矿型钛酸盐材料具有多种优良性能以及特点,在很多领域占了很重要的地位。本文主要综述了钙钛矿型钛酸盐中的几种材料,并对其未来的发展进行了展望。
[1/1]
在线客服::点击联系客服
联系电话::400-188-5008
客服邮箱::service@ccnpub.com
投诉举报::feedback@ccnpub.com
人工客服

工作时间(9:00-18:00)
官方公众号

科技成果·全球共享