当前位置 : X-MOL首页行业资讯 › 通过结晶调控提高锡基钙钛矿太阳能电池的性能

通过结晶调控提高锡基钙钛矿太阳能电池的性能

有机无机杂化钙钛矿材料在光伏领域受到了广泛关注,然而铅基钙钛矿的毒性为其应用带来了一定的限制,开发无毒或低毒的非铅钙钛矿太阳能电池是非常必要的。其中,锡基钙钛矿材料具有理想的带隙和高的载流子迁移率,是一种低毒的光伏材料。目前,非铅锡基钙钛矿太阳能电池的效率达到了10%以上,证明锡基钙钛矿在光伏应用方面具有巨大潜力。但是锡基钙钛矿具有易氧化和空位缺陷较多的缺点,而且锡基钙钛矿结晶速率较快,造成薄膜缺陷较多,限制了锡基钙钛矿太阳能电池效率的进一步提升。


近日,中国科学院大学孟祥悦教授、黄辉教授,中国科学院化学研究所胡劲松研究员和北京大学杨世和教授等人合作,以卤化锡钙钛矿为研究对象,根据钙钛矿结晶过程中的基本动力学和热力学理论,提出了一种基于预成核团簇(PNCs)的新型成核理论,构建了高质量的卤化锡钙钛矿太阳能电池器件。通过在FASnI3钙钛矿前驱体溶液中加入添加剂PDI2来调节钙钛矿前驱体溶液的胶体化学性质,在成核前钙钛矿前驱体溶液中已经形成稳定的团簇,这些预成核团簇作为中间相起到了降低成核能垒的作用,使得钙钛矿薄膜的成核过程更快更容易,从而得到低缺陷密度的高质量锡基钙钛矿薄膜。制备得到的太阳能电池器件效率达到11.39%,并且具有很好的光照稳定性。


本工作通过深入理解和精确控制锡基钙钛矿薄膜的结晶过程,提出了一种基于预成核团簇的新型成核理论,其对FASnI3钙钛矿的结晶度、形貌和光电性能有重要的调节作用。这种基于预成核团簇的非经典成核理论对钙钛矿薄膜材料结晶过程的理解有重要的启发性。


这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上,孟祥悦教授是文章的第一作者兼通讯作者。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Crystallization Kinetics Modulation of FASnI3 Films with Pre-nucleation Clusters for Efficient Lead-free Perovskite Solar Cells

Xiangyue Meng,* Yunfei Li, Yizhi Qu, Haining Chen, Nan Jiang, Minghua Li, Ding-Jiang Xue, Jin-Song Hu,* Hui Huang,* Shihe Yang*

Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202012280


孟祥悦教授简介


孟祥悦于2020年加入中国科学院大学,入选“中国科学院百人计划B”人才项目支持。研究工作围绕光电材料和器件,内容涵盖了富勒烯光电材料与器件和非铅锡基钙钛矿太阳能电池。迄今在Joule, Nature Commun, Adv Mater, Angew Chem, Energy Environ Sci, Adv Energy Mater, Adv Funct Mater, Nano Energy, J Phys Chem Lett 等期刊已发表SCI论文46篇,8篇论文入选ESI高被引论文。目前课题组主要研究领域为光电材料和器件,围绕功能性光电材料的合成和器件的设计与构筑、多功能性质机制深入探究以及拓展应用研究。


孟祥悦详见网址:

http://people.ucas.ac.cn/~mengxy

https://www.x-mol.com/groups/MengXiangyue


如果篇首注明了授权来源,任何转载需获得来源方的许可!如果篇首未特别注明出处,本文版权属于 X-MOLx-mol.com ), 未经许可,谢绝转载!

美国矿物金属材料学期刊
地学环境科学SCI期刊
自然科研论文编辑
ERIS期刊投稿
欢迎阅读创刊号
自然职场,为您触达千万科研人才
spring&清华大学出版社
城市可持续发展前沿研究专辑
Springer 纳米技术权威期刊征稿
全球视野覆盖
施普林格·自然新
chemistry
物理学研究前沿热点精选期刊推荐
自然职位线上招聘会
欢迎报名注册2020量子在线大会
化学领域亟待解决的问题
材料学研究精选新
GIANT
ACS ES&T Engineering
ACS ES&T Water
屿渡论文,编辑服务
ACS Publications填问卷
阿拉丁试剂right
苏州大学
朱守非
南方科技大学
杨财广
内蒙古大学
杨小会
隐藏1h前已浏览文章
课题组网站
新版X-MOL期刊搜索和高级搜索功能介绍
ACS材料视界
上海纽约大学
浙江大学
廖矿标
天合科研
x-mol收录
试剂库存
down
wechat
bug