【摘 要】
：
目前有机无机杂化钙钛矿电池的实验室效率已经达到25.6％，有着广阔的发展前景.但是，钙钛矿电池稳定性问题直接影响其实用化的进程.其中，界面稳定性对于电池性能至关重要.对于平面结构钙钛矿太阳能电池，优异的二氧化钛/钙钛矿吸光层界面性能有助于实现光生电子高效抽取、提高电子扩散效率、降低激子非辐射复合和提升器件稳定性.本研究中，我们通过引入含有羧基基团的小分子与TiO2的相互作用形成单分子层，改变了界面
【机 构】
：
中国科学院物理研究所清洁能源实验室 北京100190
【出 处】
：
第八届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会
论文部分内容阅读
目前有机无机杂化钙钛矿电池的实验室效率已经达到25.6％，有着广阔的发展前景.但是，钙钛矿电池稳定性问题直接影响其实用化的进程.其中，界面稳定性对于电池性能至关重要.对于平面结构钙钛矿太阳能电池，优异的二氧化钛/钙钛矿吸光层界面性能有助于实现光生电子高效抽取、提高电子扩散效率、降低激子非辐射复合和提升器件稳定性.本研究中，我们通过引入含有羧基基团的小分子与TiO2的相互作用形成单分子层，改变了界面偶极和接触电阻，并且能有效调控界面处的电荷积累，减少器件迟滞.另一方面，这种界面修饰同时提高了钙钛矿结晶性，增大了晶粒尺寸.最终我们获得了效率达到24.8％的钙钛矿电池，并且钙钛矿电池的稳定性也得到了提升.
其他文献
清洁能源必然是世界能源发展的必然趋势，与其他类型太阳能薄膜电池相比，铜锌硒硫锡薄膜太阳能(CZTSSe)因其潜在效率较高，可控带隙，绿色环保，节约成本等优点，逐渐受到越来越多研究人员的关注。目前对于CZTSSe的研究方向主要集中在下面几个方面：优化药品比例，碱金属掺杂，硫化硒化，过渡层优化，窗口层优化等等方面。本次试验中，我们采用DMF作为前驱体溶剂，通过优化药品中Zn/Sn的比例，提高开路电压，
铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4),因其组成元素地壳储备丰富、无毒、环保,并且具有良好的光电特性等优势而备受关注.但多元化合物单一相区域狭窄,Cu2Sn(S,Se)3、Zn(S,Se)、Cu(S,Se)和Sn(S,Se)等二次相都会在偏离化学计量比的条件下形成.因此,对二次相进行表征,寻找减少或消除二次相的有效途径,以及阐明二次相对电池性能影响的物理机制,对于提高CZTSSe太阳电池的光伏性能具有重要
铜铟镓硒(CIGS)及碲化镉(CdTe)高效薄膜太阳能电池目前的光电转换效率都超过了23％,然而铜铟镓硒和碲化镉太阳能电池中组成元素含有稀有贵金属元素铟、镓和带毒性的镉,这限制了它们的进一步发展.Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTS Se)太阳能电池具有组成元素储量丰富、无毒、对光的高吸收系数(104cm-1)、光学带隙可调(1.0～1.5eV)、稳定性高等优点.CZTSSe薄膜太阳电池理论光
溶液法制备高效率的铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池一直被业内科研人员所认可.在本论文中,我们采用的是丁酸-正丁胺离子溶液法制备铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池.通过调节吸收层薄膜的硒化温度(540℃,550℃,560℃),优化电池的光电转换效率.研究结果发现：随着硒化温度的升高,晶体的结晶性得到改善(如图1),且MoSe2相的峰值有减弱的趋势；同样,相应的电池器件性能也由5.37％提高到8.73％(如图2).进一
锌黄锡矿Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)太阳能电池是由Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)太阳能电池发展而来,因其吸收层薄膜光学带隙可调、吸光系数高(大于104 cm-1)、原料来源丰富等特点,是未来最具发展前景的薄膜太阳能电池之一.但是目前CZTSSe太阳能电池最高效率为12.62％,远低于CIGS太阳能电池的最高效率(23.35％),其主要原因是两者相差较大的开路电压(Voc)
硒化锑(Sb2Se3)凭借原材料储量丰富、绿色低毒、一维结构贡献良性晶界、二元单相组成易于制备、理想带隙匹配高吸光系数、优异的光电性能等优势,在新型高效低成本薄膜太阳能电池研究领域引起广泛关注.Sb2Se3电池效率在短短几年间从低于2％稳步提升至9.2％,但是,与其理论效率(＞30％,Shockley-Queisser计算)相比仍存在很大差距.统计分析关键性能参数,电池的短路电流密度(Jsc)和填
Photoelectrochemical (PEC) cells using semiconductor electrodes can efficiently absorb solar energy and perform chemical reactions,which are considered as a very attractive strategy to produce renewab
高效、廉价、环保、便携的太阳能电池是未来发展的重要方向.从实际应用角度出发,柔性铜锌锡硫硒(CZTSSe)太阳能电池具有材质轻柔,功率质量比高等优点,可望扩展太阳能电池的应用领域.然而目前柔性CZTSSe太阳能电池的缓冲层主要以水浴法沉积CdS为主[1],其中金属镉对环境危害极大,以及沉积过程产生的危险废物和副产品需要特殊的废物处理.并且CZTSSe/CdS界面通常存在不合适的导带偏移值,硫化镉的
阳离子掺杂措施已被证实是优化铜锌锡硫硒(Cu2ZnSn(S,Se)4,CZTSSe)薄膜太阳能电池性能的有效手段之一.[1]在本论文中,我们初步研究了稀土铈掺杂对CZTSSe薄膜太阳能电池性能的影响,通过采用酸-胺溶液体系制备出铈(Ce)掺杂的铜锌锡硫薄膜[2],调整薄膜的硒化工艺,得到高质量的吸收层薄膜,并按传统电池器件结构,组装电池器件,测其性能.研究结果表明：随着Ce元素的掺入,CZTSSe
柔性CZTSSe太阳能电池因其无毒、廉价、可柔性等优点在光伏领域中备受关注[1-3].目前,柔性CZTSSe太阳能电池的最高转换效率(PCE)与Schockly-Queisser极限效率依然存在很大差距,其中器件的开路电压(Voc)损耗是效率不理想的重要原因.通过高温硒化制备CZTSSe吸收层是制备高转化效率CZTSSe太阳能电池的常见方法,然而高温硒化过程会使得CZTSSe出现Zn、Sn逸散等问