近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员潘旭团队,在反式钙钛矿太阳电池传输层优化方面取得进展,实现了太阳电池器件效率与稳定性的双重突破。
此前,团队通过均质化钙钛矿吸收层中的阳离子分布,为优化吸收层提供了新思路。在钙钛矿太阳电池器件结构中,除核心的钙钛矿吸收层外,其两侧的半导体功能传输层对电荷分离与输运发挥支撑作用,影响器件整体性能。其中,苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)是广泛应用的电子传输层材料。但是,该材料在光照、高温等典型环境应力作用下,易发生环加成反应并形成二聚体。这一变化会导致材料电荷迁移率下降、能带结构遭到破坏,进而拉低器件光电转换效率,并使器件稳定性衰减,成为制约钙钛矿太阳电池实用化进程的瓶颈。
团队通过分析PCBM分子在钙钛矿不同表面终端的堆叠行为,发现PCBM的异质化取向是其生成二聚体的主要原因之一。团队进一步设计了PCBM前驱体添加剂2,3,5,6 -四氟-4-碘苯甲酸,通过与PCBM分子的多相关作用,引导其在钙钛矿表面有序堆叠,均质化其取向,从而抑制环加成反应所必需的反应位点拓扑对齐,并抑制二聚体生成。
该方法制备的太阳电池,实现了26.6%的实验室级器件效率、25.3%的单元面积器件效率和21.3%的大面积组件效率。同时,这一方法所构筑的器件,在工况下的稳定性同样得到提升,且在高温、高湿、持续光照的苛刻条件下,稳定运行2000小时后仍可保持85%以上的初始性能。上述工作为钙钛矿太阳电池的提效增稳提出了可行的解决方案。
相关研究成果发表在《自然-材料》(Nature Materials)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划的支持。
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(a)钙钛矿电池结构及添加剂分子示意图;(b)PCBM电子传输材料二聚化及添加剂作用机理;(c-f)分子动力学模拟结果示意图;(g-h)太阳电池器件效率
本报北京9月26日讯(记者 高毅哲)今天,国务院新闻办公室举行“推动高质量发展”系列主题新闻发布会。教育部部长怀进鹏,教育部副部长王嘉毅、吴岩、王光彦出席发布会并答记者问。以下为发布会问答实录。 【关键词】 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯(记者 林焕新)幼儿如何顺利入园是家长们普遍关心的问题。在今天教育部召开的新闻发布会上,教育部政策法规司司长张文斌对《中华人民共和国学前教育法》 新时代迈向中国式现代化的学前教育高质量发展离不开有力的法治保障。近日,《中华人民共和国学前教育法》(下称《学前教育法》)颁布。《学前教育法》设专章对幼儿园如何开展保育教育工作予以规范 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 魏海政 通讯员 程育)11月7日,2024年济南市全民终身学习活动周开幕式在济南高新文化中心举行。 本次活动周的主题为“让学习成为一种生活方式”,要求积极发挥教 教育部办公厅关于做好“优师计划”师范生就业工作的通知教师厅函〔2024〕22号各省、自治区、直辖市教育厅(教委),新疆生产建设兵团教育局,部属师范大学:为贯彻落实《中共中央 国务院关于弘扬教育 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 任朝霞 通讯员 袁圆)“我们创作的作品名称叫《古韵新景》,是由笔挂、笔山、镇纸、砚台组成的文房四宝。”10月27日,2024年世界职业院校技能大赛总决赛争夺赛高 。本文链接:反式钙钛矿太阳电池传输层优化研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-1946-0.html
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