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大牛Sang Il Seok團隊最新Science:鈣鈦礦又獲新進展!利用固有帶隙的α-相甲脒碘化鉛制備高效、穩定的太陽能電池
來源:本站 時間:2019-11-26 18:29:35 瀏覽:11133次

【背景介紹】

眾所周知,鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)可以通過更窄的帶隙吸收更寬的太陽光,具有更高的能量轉換效率(PCEs)。在鹵化鉛鈣鈦礦(LHPs)中,基于甲脒(FA)的三碘化鉛(FAPbI3)具有最窄的帶隙。同時,由于其分解溫度較高,相較于MAPbI3(MA為甲胺),FAPbI3也具有更好的熱穩定性。

然而,在室溫條件下,FAPbI3就很容易從理想的α-相轉變成不理想的寬禁帶δ相,具有六邊形對稱性。因此,α-相的甲脒碘化鉛(α-FAPbI3具有合適的禁帶寬度,但是其相穩定性并不好,亟需改進!

目前,通常采取在室溫下摻雜的方式提高α-FAPbI3相的穩定性。而常用的摻雜劑往往是混合的陰、陽離子,例如甲脒(FA+)、甲胺(MA+)、銫離子(Cs+)、碘離子(I-)和溴離子(Br-)等。但是向α-FAPbI3中引入摻雜劑后,通常會出現α-FAPbI3的禁帶變寬、熱穩定性變差等問題。因此,需要開發新的策略,使得在α-FAPbI3的禁帶寬度和熱穩定性保持不變的情況下,同時提高α-FAPbI3相的穩定性

【成果簡介】

今日,韓國蔚山科學技術大學(UNISTSang Il Seok教授(通訊作者)團隊報道了他們通過向α-FAPbI3中摻雜二氯化亞甲基二胺MDACl2),在保持了α-FAPbI3禁帶寬度和熱穩定性前提下,成功穩定了α-FAPbI3相。并且其短路電流密度也達得了26.1-26.7 mA/cm2,能量轉換效率(PCEs)達到了23.7%。

在室溫和全日光照射(含紫外光)下,該鈣鈦礦太陽能電池在連續運行600 h后,其PCEs仍可達到90%的初始效率。對比MAPbBr3穩定的FAPbI3MDACl2穩定的FAPbI3在高溫下表現出優異的熱穩定性和濕度穩定性。將基于MDACl2穩定的FAPbI3的未封裝PSCs暴露在空氣中,并在150℃下保溫20 h后,該器件的PCE仍保留了其初始的90%以上。

研究成果以題目為“Efficient, stable solar cells by using inherent bandgap of a-phase formamidinium lead iodide”發表在國際頂級期刊Science上。

【圖文速遞】

圖一、FAPbI3: xMDACl2 (x=0、1.93.85.7mol%)的制備與表征

圖二、基于FAPbI3: xMDACl2 (x=0、1.93.85.7mol%)PSCs器件性能

圖三、FAPbI3中摻雜MDACl2導致的缺陷和Cl-的變化

 

圖四、基于FAPbI3: xMDACl2PSCs的長循環穩定性

 

文獻鏈接:Efficient, stable solar cells by using inherent bandgap of a-phase formamidinium lead iodide. (Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aay7044)

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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