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永利集团手机在线登录陈江照研究员在ACS Energy Letter上发表文章

发布时间:2020-07-29 阅读量:

近日,重庆大学陈江照研究员和韩国成均馆大学Nam-Gyu Park教授在国际知名学术期刊ACS Energy Letters发表题为“Materials and Methods for Interface Engineering Towards Stable and Efficient Perovskite Solar Cells”的综述文章。有机无机杂化钙钛矿材料因其具有优异的光电性质(如带隙可调、载流子寿命长、载流子扩散长度长、激子束缚能低、摩尔消光系数高、成本低、弯曲性能好、可溶液加工等)而被广泛应用在各种各样的光电器件中,如太阳能电池、发光二极管、光电探测器、忆阻器、传感器等。其中,钙钛矿太阳能电池的研究最为引人注目。迄今为止,单结钙钛矿太阳能电池已经实现了高达25.2%的认证光电转换效率。根据Shockley–Queisser极限理论计算,带隙为1.6 eV的吸光材料能够实现大约30.5%的理论极限效率。然而,目前实现的最高认证效率还远远低于这个理论效率,还有很大的效率提升空间。尽管过去几年钙钛矿太阳能电池的稳定性改进取得了显著的研究进展,但是目前器件稳定性仍然远远不能满足国际光伏商业化应用标准(IEC 61215)。大量的研究已经证明了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性与体相和界面载流子非辐射复合损失密切相关。因此,进一步通过将器件中所有非辐射复合损失最小化来释放钙钛矿太阳能电池在效率和稳定性方面的最大热力学潜力显得尤为重要和迫切。

 将界面非辐射复合损失最小化是实现高效、稳定和无J-V迟滞钙钛矿太阳能电池的关键。鉴于界面分子工程在钙钛矿太阳能电池的迅速发展中所做出的重要贡献。本文旨在更好引导研究人员朝着实现Shockley–Queisser极限效率和商业化稳定性标准而努力。综述内容如下:(1)从器件结构、工作原理和界面载流子动力学的角度强调钙钛矿太阳能电池中界面的重要性;(2)从界面的角度系统深入讨论与分析界面非辐射复合损失的主要原因(如界面缺陷、不完美的能带排列、界面反应、离子迁移等)和相关的表征方法与技术;(3)讨论界面非辐射复合对电池光电转换效率、稳定性和迟滞的影响;(4)分别从缺陷钝化、能级排列调控、界面反应抑制和离子迁移抑制的角度归纳、讨论和分析消除或者缓解界面非辐射复合损失的策略方法,讨论过程中强调官能团的作用;(5)对未来如何通过界面分子工程设计提升电池的效率和稳定性进行展望。

1. 界面载流子非辐射复合损失的主要原因和相应抑制策略

文章链接:Materials and Methods for Interface Engineering Towards Stable and Efficient Perovskite Solar Cells(https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c01240)