全钙钛矿叠层太阳能电池是下一代高效光伏技术的重要发展方向。该类电池由宽带隙和窄带隙钙钛矿子电池组成,吸光层体系包含多种卤素离子或金属离子。多组分特征使不同前驱体物种在成膜过程中容易出现成核和结晶速率不匹配,导致垂直组分分布不均、晶格应力积累、缺陷形成和非辐射复合增强,制约器件效率和稳定性提升。
近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所在前期钙钛矿太阳能电池研究的基础上,提出了基于化学硬度理论的多组分钙钛矿结晶同步化调控策略。
该策略基于硬软酸碱理论,根据不同前驱体组分的化学硬度差异,设计具有选择性配位能力的阴离子添加剂,调控多组分钙钛矿体系中的成核与晶体生长过程。研究发现,二氟草酸硼酸根离子能够有效调控宽带隙钙钛矿中的卤素结晶行为,四氟硼酸根离子适用于窄带隙锡铅钙钛矿体系。通过选择性配位和结晶动力学调控,添加剂能够同步不同组分的成核和生长过程,抑制垂直方向组分分布不均,降低缺陷密度和应力积累,获得更加均匀、高质量的钙钛矿薄膜。
这一设计思路提升了全钙钛矿叠层太阳能电池的器件性能与稳定性。基于该策略构筑的两端刚性叠层器件实现了30.3%光电转换效率,并获得30.3%认证效率;在最大功率点连续跟踪1000小时后,器件仍保持初始效率的92%。该策略同样适用于柔性全钙钛矿叠层太阳能电池,优化后的柔性器件实现了28.2%最高效率,并获得28.0%认证效率。
上述研究揭示了复杂组分钙钛矿中不同步的结晶和组分不均一的形成机制,提出了基于软硬酸碱原理的添加剂设计思路,为实现高效稳定、轻质柔性的全钙钛矿叠层太阳能电池提供了材料与方法学支撑。
相关研究成果发表在《自然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)上。研究工作得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等的支持。
结晶同步调控助力高效刚性与柔性钙钛矿叠层太阳能电池
? 张焕乔(1933—) 1933年12月23日生于重庆。1956年毕业于北京大学物理系。1997年当选为中国科学院院士。中国原子 华侨大学11月7日在微博发布情况通报,全文如下: 网络上反映我校信息科学与工程学院教师汤某在其所带班级的QQ群发表 2024年11月7日,全省科学技术奖励大会在南京召开,隆重表彰2023年度江苏省科学技术奖获奖单位(集体)、企业和个人。省委书记信 近日,教育部印发通知部署开展“24365校园招聘服务”全国教育系统2025届高校毕业生招聘活动,积极为高校毕业生与用人单位搭建人才供需精准对接平台,引导更多高校毕业生到教育行业就业,为加快建设教育强国提供有力人才 近日,教育部办公厅印发《关于加强市域产教联合体建设的通知》(以下简称《通知》),提出进一步提高市域产教联合体建设水平,丰富建设内涵,确保建设质量。 在总体要求上,《通知》提出,以产业园区为基础,聚焦区域主导产业,坚 当地时间11月1日,教育部副部长陈杰在巴西福塔莱萨出席二十国集团(G20)教育部长会议和2024年全球教育会议期间,会见英国教育部国务大臣雅基·史密斯。双方就尽快重启中英教育部长级磋商机制达成一致,并同意在此基础上探 。本文链接:研究提出多组分钙钛矿结晶同步化调控策略http://www.sushuapos.com/show-12-2968-0.html
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