科研專(zhuān)欄 / ENLITECH
第一作者: 董慶順,陳敏,劉宇航
通訊作者: 史彥濤,Nitin P. Padture
DOI: 10.1016/j.joule.2021.04.014
為了實(shí)現(xiàn)基于 α 相甲脒碘化鉛 (FAPbI 3 ) 的高效鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 (PSC) ,通常在前體溶液中添加甲基氯化銨 (MACl),主要是因?yàn)橄喾€(wěn)定性和晶粒尺寸的改善和結(jié)晶度。然而,鈣鈦礦中 MA 的不穩(wěn)定性限制了器件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。Joule (IF 41.248) 今年6月刊登了一項(xiàng)有關(guān)柔性PSC的研究,研究人員透過(guò)低維 (low-dimensional, LD) 金屬鹵化物鈣鈦礦 (metal-halide perovskite, MHP) 薄膜覆蓋層,同時(shí)提高效率、運(yùn)行穩(wěn)定性和機(jī)械可靠性。
鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 (PSC) 在功率轉(zhuǎn)換效率 (PCE) 和運(yùn)行穩(wěn)定性方面取得了很大進(jìn)展,盡管如此,卻很少有人關(guān)注到機(jī)械可靠性。機(jī)械可靠性對(duì)于柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池 (flexible PSCs, f-PSCs) 來(lái)說(shuō)非常重要。在此研究中,研究人員在 f-PSC 的 3D MHP 光吸收薄膜上,以低維金屬鹵化物鈣鈦礦 (LD MHP) 薄膜覆蓋。透過(guò)金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜,研究人員增強(qiáng)了光載流子提取,提供對(duì)環(huán)境的保護(hù),并「密封」3D MHP 薄膜上的表面缺陷。同時(shí),也降低了彎曲時(shí)開(kāi)裂的傾向。
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Highlights
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● 斷裂力學(xué)為提高柔性PSC的力學(xué)穩(wěn)定性提供了理論依據(jù)
● 3-CBAI選擇性地與PbI2反應(yīng),在3D鈣鈦礦薄膜晶界處原位生長(zhǎng)低維(LD)鈣鈦礦
● LD/3D鈣鈦礦薄膜增強(qiáng)了柔性PSC的力學(xué)穩(wěn)定性
● LD/3D鈣鈦礦基柔性PSC獲得了21.0%的最高光電轉(zhuǎn)換效率
透過(guò)光焱科技量子效率測(cè)量系統(tǒng),研究結(jié)果顯示 f-PSC 的 PCE (21.0 %) 、操作穩(wěn)定性 (T90 = >800 h) 和彎曲耐久性 (T80 = 20,000 次拉伸彎曲循環(huán)) 有顯著的同步改進(jìn)。
光焱科技量子效率測(cè)量系統(tǒng)除了用于太陽(yáng)能電池的EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析,同時(shí)對(duì)于太陽(yáng)能電池在太陽(yáng)光模擬器下的短路電流,也提供了Jsc (short-circuit current density) 的比對(duì),以證明實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
圖表解析
LD/3D 和 3D MHP 薄膜 f-PSC 的性能
f-PSC 的操作穩(wěn)定性和彎曲耐久性
推薦儀器
SS-X太陽(yáng)光模擬器
SS-X系列太陽(yáng)光模擬器是一款A(yù)+光譜等級(jí)的超級(jí)太陽(yáng)光模擬器。
具備更低的光譜失配誤差,數(shù)據(jù)更好更準(zhǔn)確,文獻(xiàn)發(fā)表沒(méi)困擾;
自動(dòng)變光強(qiáng)測(cè)試分析理想因子n與更高的1sun;
更高的1sun維持工作時(shí)數(shù)與更簡(jiǎn)便的操作與維護(hù)。
QE-R 量子效率測(cè)試系統(tǒng)
可信賴(lài)性
擁有ISO17025 量子效率光電校正實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證之設(shè)備制造商;
國(guó)際期刊提及之設(shè)備制造商;
量子效率量測(cè)儀 出貨量超過(guò)五百臺(tái);
測(cè)量結(jié)果大量被高引論文及高影響因子期刊采用。
KA6000測(cè)試軟件
KA6000 – *的鈣鈦礦電池 IV 測(cè)量和分析軟件
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