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          環(huán)境下交變場控制鈣鈦礦的光伏性能
          發(fā)布時間:2020-08-28     作者:Giruy   分享到:
          近年來,雜化金屬鹵化物鈣鈦礦以其在高吸光度、高載流子遷移率、帶隙可調(diào)等方面的優(yōu)勢,在**的光電子器件中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而,鈣鈦礦太陽電池要進入下一步的產(chǎn)業(yè)化,環(huán)境穩(wěn)定性還存在很大的挑戰(zhàn)。為了生長更加優(yōu)質(zhì)的鈣鈦礦薄膜,以提高其穩(wěn)定性,主流的化學(xué)試劑處理方法,除了繁瑣的工藝外,還存在產(chǎn)生對環(huán)境污染的化學(xué)廢液;并且它們的形成強烈依賴于由濃度梯度確定的機械力或熱擴散,材料組分或形式的任何變化都可能導(dǎo)致后處理甚至整個方法的巨大差異。對于可擴展、穩(wěn)定和適用的設(shè)備而言,這是不可避免的障礙。

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          為了解決這一難題,上海交通大學(xué)太陽能研究所沈文忠教授、劉洪博士課題組首次在環(huán)境條件下采用低頻交變電場(AEF)實現(xiàn)了鈣鈦礦太陽電池19.08%的轉(zhuǎn)換效率,并且器件體現(xiàn)出**的穩(wěn)定性。研究團隊開發(fā)了一種新穎而又簡便易行,且不會產(chǎn)生多余有毒廢液的綠色物理場調(diào)控AEF法。通過調(diào)控物理場,可以**地影響鈣鈦礦晶粒、晶疇尺寸。不僅如此,場強還可以對微晶的織構(gòu)和晶格常數(shù)產(chǎn)生**的影響;更為重要的是,離子運動也同薄膜形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變化相互得到驗證,最后得到了更大晶粒,更小缺陷的鈣鈦礦薄膜;空氣中,MAPbI3的反式結(jié)構(gòu)(P-I-N)器件中,通過匹配器件的能帶結(jié)構(gòu),實現(xiàn)19.08%的效率;并且與對照樣品相對比,AEF器件穩(wěn)定性也得到了很大的提高。
          基于這項研究,作者揭示了AEF輔助粒子運動在鈣鈦礦成核中的重要性,為生長出優(yōu)質(zhì)的鈣鈦礦薄膜開辟了一種新的途徑。相關(guān)論文近日以back cover形式發(fā)表在Advanced Functional Materials上(DOI: 10.1002/adfm.202004652)。論文**作者為博士研究生程振東,劉洪博士和沈文忠教授為該論文的共同通訊作者



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