我国学者在高效稳定钙钛矿太阳能电池方面取得进展

日期： 2024-01-15

浏览次数: 28

来源：国家自然科学基金委员会工程与材料科学部

在国家自然科学基金项目（批准号：52125206、51972004、52202241）等资助下，北京大学周欢萍教授团队在高效稳定钙钛矿太阳能电池方面取得进展。相关研究成果以“阴离子-π相互作用抑制FAPbI3太阳能电池中的相杂质（Anion-π interactions suppress phase impurities in FAPbI3 solar cells）”为题，于2023年10月18日发表在《自然》（Nature）杂志上，论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06637-w。

近年来，得益于有机无机杂化钙钛矿材料优异的光电性质，原料成本低廉，可溶液加工等特点，其光电器件研究进展迅猛。然而，钙钛矿合成反应迅速，组分易迁移扩散，且常常伴随溶剂参与的中间相及其他杂相（如δ相）的生成。这导致薄膜中存在多尺度缺陷，尤其是原子尺度点缺陷及纳米尺度的相杂质等不易被常规方法检测的缺陷，这阻碍器件效率与稳定性的进一步提升。亟需更为精准地调控薄膜生长，有效抑制纳米与原子尺度缺陷的生成，实现高质量钙钛矿薄膜的可控制备，进而推动钙钛矿光伏技术的产业化进程。

在前期研究基础上，该研究团队突破了基于阳离子B位配位相互作用的传统思路，提出了钙钛矿AX组分充当电子给体，利用具有电子受体功能的外源分子作为调节剂的方法。这种基于AX组分位点的调节方法与传统基于BX2组分位点的调节方法独立生效，且可协同发挥作用，因而可实现材料双位点生长调节。巧妙的是，不同于通常单一位点调节方法形成的中间相，该双位点调节所形成的中间相不是结晶态，而是更接近于湿膜状态，因而实现了在反应温度下直接由湿膜形成最终的钙钛矿晶体，而不经历其他高结晶度的中间相。如图所示，小面积钙钛矿光伏器件（0.08 cm2）光电转化效率达到26.04%，认证值为25.8%。大面积器件（1 cm2）实现了24.63%的光电转化效率（图）。此外，由于材料组分纯度和相纯度的提高，器件的热稳定性和运行稳定性大幅提高，在最大功率点追踪1258小时后，仍保持了初始效率的94%；在85 °C加速老化1255小时后，仍保持初始效率的91%。

该工作首次实现通过与AX的结合调控生长制备高质量的钙钛矿薄膜，证实了AX位点可作为钙钛矿生长调控的反应活性位点，拓展了钙钛矿材料生长中的反应活性位点选择，为材料生长提供了新思路，可推广至其他的钙钛矿光电器件，对于其他包含缺电子离子和富电子离子材料的生长调控也具有重要参考意义。

上一篇：全球首次！内蒙古白云鄂博发现重稀土新矿物下一篇：Angew. Chem. ：利用无机镧系纳米晶表面耦合效应实现有机光电功能分子的

Hot News / 相关推荐

与 1，10-phenanthroline-N-amino 酸的镨配合物的荧光特性研究

2025 - 11 - 28

点击次数: 47

来源：X-MOL通过一种基于溶液化学反应的光学材料方法合成了四个 Pr-phen-酰基氨基酸三元配合物（Pr [CH3（CH2）nCONHCH（CH3）COO]3?phenanthroline，n=4,6,8,10）。镨配合物的分子结构通过 CHN 元素分析、13C 核磁共振（13C-NMR）光谱和傅里叶变换红外（FT-IR）光谱法确定。X 射线衍射和偏振光显微镜显示，Pr（hex-ala）3&#...

More

在用氧化铈和锰氧化物改性的活性氧化铝上对水中腐植酸的协同催化臭氧化

2025 - 11 - 28

点击次数: 48

来源：X-MOL腐植酸（HA）普遍存在于天然水体中，有可能形成致癌消毒副产物（DBP），这凸显了有效去除方法的必要性。本研究旨在开发一种稳定、高性能的催化剂，以提高 HA 去除效率。通过浸渍到活性氧化铝（AA）上合成了一种最佳的铈锰改性材料（CM-AA）。其创新之处在于首次利用 Mn-Ce 协同效应，结合臭氧（O?）和过氧化氢（H?O?）构建了三元催化体系。通过正交实验优化制备参数，并采用 ...

More

镧系元素掺入协调氯氧化铋中的构效关系，用于可见光驱动的水分解

2025 - 11 - 27

点击次数: 61

来源:X-MOL结合可见光响应和高效电荷分离的半导体合理设计仍然是光催化中的根本挑战。我们报告了一种镧系合成策略，用于合成一系列对可见光响应的铋氧氯化物，LnBi2O4Cl（Ln = Lu， Yb， Er， Eu， Sm， Nd）。镧系离子整合到[Bi2O2]萤石层中，形成三氟矿[Bi2LnO 4]结构，通过电子层间相互作用诱导结构重组。该方法实现了从 500 纳米到 620 纳米的系统性吸收边缘...

More

改进稀土香蕉纤维织物预处理工艺的研究

2025 - 11 - 27

点击次数: 61

来源：X-MOL研究了基于稀土复合物镧二氧化物（La2O3）预处理的香蕉纤维织物的冲洗和漂白工艺。分析了稀土含量、过氧化氢浓度、氢氧化钠浓度、温度、时间和稳定剂浓度对香蕉纤维织物重量损失比、白色度、毛细作用和断裂强度的影响。优化工艺通过正交测试确定，即稀土镧二氧化物（La2O3）0.25%o.w.f.，氢氧化钠 4.5 克/升，过氧化氢浓度 7.5 克/升，稳定剂 3 克/升，在 75°...

More

主办单位：上海市稀土协会　指导单位：上海市稀土材料开发应用办公室　承办单位：上海稀土产业促进中心

犀牛云提供企业云服务

如何寻找接私活的女生微信,广州上门服务24小时接单平台,本人卖身电话号码,附近学生微信

我国学者在高效稳定钙钛矿太阳能电池方面取得进展