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太赫兹时间分辨系统研究有机卤化物钙钛矿薄膜的超快太赫兹调制(英文) 被引量:1
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作者 张波 吕龙锋 沈京玲 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期523-526,532,共5页
研究了利用太赫兹时间分辨系统研究有机卤化物钙钛矿薄膜(CH_3NH_3PbI_3 and CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x)的皮秒尺度的超快太赫兹调制特性.在光激发作用下出现了太赫兹透射波的瞬时下降.相比于CH_3NH_3PbI_3薄膜,在光激发作用下CH_3NH_3PbI_... 研究了利用太赫兹时间分辨系统研究有机卤化物钙钛矿薄膜(CH_3NH_3PbI_3 and CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x)的皮秒尺度的超快太赫兹调制特性.在光激发作用下出现了太赫兹透射波的瞬时下降.相比于CH_3NH_3PbI_3薄膜,在光激发作用下CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x薄膜展现了更高的调制深度(10%).通过测算材料的电导率及载流子浓度,其调制机理为瞬态光激发载流子浓度上升.实验结果表明,CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x薄膜可作为一种高效超快太赫兹调制器件. 展开更多
关键词 太赫兹 有机卤化物钙钛矿 超快调制
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基于有机金属卤化物钙钛矿材料的全固态太阳能电池研究进展 被引量:7
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作者 邵景珍 董伟伟 +2 位作者 邓赞红 陶汝华 方晓东 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第24期24008-24013,共6页
作为太阳能电池的光吸收剂,有机金属卤化物钙钛矿材料不仅具有高效的光吸收能力和载流子迁移率,还具有独特的双极性特征,能同时传输电子和空穴,使其成为优异的光伏材料,掀起了基于钙钛矿材料太阳能电池的研究热潮。介绍了近几年来基于... 作为太阳能电池的光吸收剂,有机金属卤化物钙钛矿材料不仅具有高效的光吸收能力和载流子迁移率,还具有独特的双极性特征,能同时传输电子和空穴,使其成为优异的光伏材料,掀起了基于钙钛矿材料太阳能电池的研究热潮。介绍了近几年来基于有机金属卤化物钙钛矿材料的全固态太阳能电池的发展情况,总结了有机金属卤化物钙钛矿材料的结构和特性,对目前几类典型的钙钛矿太阳能电池进行了讨论,并展望了全固态钙钛矿太阳能电池的产业化应用前景。 展开更多
关键词 太阳能电池 全固态 有机金属卤化物钙钛矿 光吸收 载流子传输
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浅析有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池稳定性的研究 被引量:2
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作者 陈健 缪卫峰 +2 位作者 王吉林 郑国源 龙飞 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第13期2151-2160,2175,共11页
有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池近几年来发展迅速,其器件认证光电转效率已达22.1%。同时,这类电池具有成本低廉、能量回收期短等优势,有望实现商业化应用。然而,钙钛矿吸光层本身在湿度较大、温度较高及光照等条件下不稳定,并且与其他... 有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池近几年来发展迅速,其器件认证光电转效率已达22.1%。同时,这类电池具有成本低廉、能量回收期短等优势,有望实现商业化应用。然而,钙钛矿吸光层本身在湿度较大、温度较高及光照等条件下不稳定,并且与其他功能层组装成器件时易引发电极腐蚀、深缺陷态等问题,使得器件不稳定性加剧。越来越多的文献报道了提升器件稳定性的方法,主要集中在:(1)从成分优化方面提升钙钛矿吸光层的稳定性;(2)从器件结构优化方面提升器件的稳定性。在成分优化方面,科研者们主要从钙钛矿ABX_3结构成分、结构维度和保护层的使用等角度提升钙钛矿材料的稳定性。(1)在满足容差因子t或八面体因子μ的条件下,将甲脒离子、铯离子等疏水或耐热基团引入ABX_3结构的A位中,而X位掺入溴离子或硫氰根离子能提升钙钛矿材料的抗湿性,或者整合单一位置优势得到混合位Cs_x(MA_(0.17)FA_(0.83))_(100-x)Pb(I_(0.83)Br_(0.17))_3不仅能提升材料的热稳定性,而且可使器件的转换效率提高至21.1%。(2)较低结构维度(主要为二维)钙钛矿材料的研究也获得了一定的进展,例如制得的BA_(0.05)(FA_(0.83)Cs_(0.17))_(0.95)Pb(I_(0.8)Br_(0.2))_3材料的湿度和光照稳定性优异。(3)疏水性能好、电荷传输能力优异的保护层如丁基膦酸4-氯化铵或苄胺等同样可增强钙钛矿吸光层的稳定性。在器件结构优化方面,研究者们分别从电子传输材料(如二氧化锡、镧掺杂锡酸钡等)、空穴传输材料(如CuGaO_2、酞菁铜等)和上电极(碳、铜等)等角度提升器件的稳定性。其中,(1)紫外光催化活性差、电子迁移率优异、能带结构适宜的镧掺杂锡酸钡组成的器件展现了优异的光照稳定性。(2)由化学和热稳定性优异的酞菁铜组成的器件也获得了良好的热稳定性和17.5%的转换效率。(3)优化上电极方面,将碳电极应用到大面积器件上时,器件呈现了良好的湿度和光照稳定性;而铜电极替换金或银电极时,器件的光电转换效率同样超过20%,并且其热和光照稳定性良好。本文主要从钙钛矿吸光层材料成分和器件结构两大角度梳理了关于提升器件稳定性的研究现状,分别对钙钛矿吸光层ABX_3的组分、钙钛矿材料的结构维度、其他功能层等优化方面提升器件稳定性的工作进行了综述。最后,结合现有的研究成果展望了有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池的发展趋势。 展开更多
关键词 有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池 稳定性 成分优化 器件优化
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钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池研究进展与展望 被引量:4
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作者 方小利 潘璇 陈伟 《材料导报》 CSCD 北大核心 2015年第9期13-19,共7页
钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池是以钙钛矿相有机金属卤化物作为吸光材料的薄膜太阳电池,因制备工艺简单、成本低廉、能量回报周期短以及光电转换效率高等优点而备受科学家的青睐。在钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池研究发展的短短5年... 钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池是以钙钛矿相有机金属卤化物作为吸光材料的薄膜太阳电池,因制备工艺简单、成本低廉、能量回报周期短以及光电转换效率高等优点而备受科学家的青睐。在钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池研究发展的短短5年时间内,其光电转换效率已从最初的3.8%迅速上升到20%以上,超过了非晶硅、染料敏化、有机太阳电池等新一代薄膜电池历经10多年研究的成果。为了进一步提升效率,以期获得实际应用,钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池的工作机制、新材料、温和制备工艺和稳定性是研究者们最为关注的研究方向。解决这些问题,对钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池今后的发展起着指导和借鉴作用。介绍了钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池的结构及其工作原理,对国内外钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池的研究进行了总结和分析,指出了目前钙钛矿相有机金属卤化物太阳电池研究的不足,并对其未来的研究提出了一些建议。 展开更多
关键词 钙钛矿有机金属卤化物太阳电池 工作机制 新材料 制备工艺 稳定性 光电转换效率
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钙钛矿太阳能电池界面缺陷及其抑制方法
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作者 李宏 廖鑫 +1 位作者 侯静 徐众 《人工晶体学报》 北大核心 2024年第1期38-50,共13页
目前,绝大多数高效有机-无机卤化物钙钛矿(OIHP)太阳能电池都是由多晶钙钛矿薄膜构成,这些多晶薄膜表面或晶界往往含有大量的缺陷,将导致光生载流子发生非辐射复合,并诱导OIHP材料分解,从而使器件的光电转换效率(PCE)和稳定性降低。本... 目前,绝大多数高效有机-无机卤化物钙钛矿(OIHP)太阳能电池都是由多晶钙钛矿薄膜构成,这些多晶薄膜表面或晶界往往含有大量的缺陷,将导致光生载流子发生非辐射复合,并诱导OIHP材料分解,从而使器件的光电转换效率(PCE)和稳定性降低。本综述分析了钙钛矿太阳能电池的缺陷类型及缺陷对钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能的影响,详细介绍了通过钝化电极与传输层,或传输层与钙钛矿层间的界面缺陷以获得更高效率和高稳定性的钙钛矿太阳能电池方面的研究进展,展望了钝化分子的设计思路及钙钛矿光伏商业化应用所面临的挑战。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 有机-无机卤化物钙钛矿 界面缺陷 缺陷钝化 电子传输层 空穴传输层 光电转换效率
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有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池的研究进展 被引量:8
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作者 关丽 李明军 +2 位作者 李旭 韦志仁 滕枫 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期581-592,共12页
2009年CH3NH3PbI3太阳能电池问世,因其具备制备工艺相对简单、光电转换率高等优点,引起了国内外研究者极大的关注.近几年,有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池发展迅速,光伏性能不断得到提高.然而CH3NH3PbI3电池器件受钙钛矿材料本身禁带宽... 2009年CH3NH3PbI3太阳能电池问世,因其具备制备工艺相对简单、光电转换率高等优点,引起了国内外研究者极大的关注.近几年,有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池发展迅速,光伏性能不断得到提高.然而CH3NH3PbI3电池器件受钙钛矿材料本身禁带宽度的限制,对太阳光的吸收光谱不够宽,并且其重要组成部分的Pb元素,具有一定毒性.因此制备带隙更窄、环境友好及化学稳定性好的有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池具有重要的应用价值.本文评述了以寻找Pb的替代元素、提高入射光吸收效率、改善太阳能电池光伏性能为目标所进行的钙钛矿材料禁带宽度调控方面的研究成果,比较了有机、无机空穴传输材料和无空穴传输材料钙钛矿太阳能电池的光伏性能,讨论了界面结构在电子和空穴输运过程中的重要性.介绍了目前在CH3NH3Pb I3及类似有机金属卤化物钙钛矿材料的原子结构、能带结构和禁带宽度等理论研究方面的进展,讨论了常见计算方法的优缺点和需要注意的问题,为开展有机金属卤化物钙钛矿的理论研究提供了思路.最后提出该领域目前存在的问题以及对未来的展望. 展开更多
关键词 有机金属卤化物钙钛矿 太阳能电池 禁带宽度 空穴传输层 界面 密度泛函理论
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聚合物:有机金属卤化物钙钛矿复合发光器件 被引量:2
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作者 任杰 吉霞霞 +2 位作者 王琦 彭雪峰 杨晓晖 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第3期243-250,共8页
以聚氧化乙烯为聚合物添加剂,采用不同比例的甲基溴化铵和溴化铅(Ⅱ)制备了复合材料薄膜,研究了不同比例对薄膜形貌、结晶性、光物理以及电致发光特性的影响,并探讨了复合材料中聚合物添加剂种类和含量对其特性的影响。结果表明,多层结... 以聚氧化乙烯为聚合物添加剂,采用不同比例的甲基溴化铵和溴化铅(Ⅱ)制备了复合材料薄膜,研究了不同比例对薄膜形貌、结晶性、光物理以及电致发光特性的影响,并探讨了复合材料中聚合物添加剂种类和含量对其特性的影响。结果表明,多层结构器件的最大发光效率(6.4cd·A^(-1))比单层结构器件的最大发光效率得到了显著提高。 展开更多
关键词 光学器件 有机金属卤化物钙钛矿 聚合物 钙钛矿复合材料 发光器件 表面形貌 结晶性
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阴极界面修饰层改善平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池的光伏性能 被引量:3
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作者 刘晓东 李永舫 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期315-331,共17页
有机/无机杂化金属卤化物钙钛矿半导体材料结合了有机材料良好的溶液可加工性以及无机材料优越的光电特性,近几年受到了热捧,成为太阳能电池领域一颗耀眼的明星.伴随着钙钛矿薄膜结晶过程和形貌的优化、器件结构的改进以及电极界面材料... 有机/无机杂化金属卤化物钙钛矿半导体材料结合了有机材料良好的溶液可加工性以及无机材料优越的光电特性,近几年受到了热捧,成为太阳能电池领域一颗耀眼的明星.伴随着钙钛矿薄膜结晶过程和形貌的优化、器件结构的改进以及电极界面材料的开发,这类有机/无机杂化金属卤化物钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初的3.8%迅速提高到目前最高的22.1%.其中界面工程在提升器件性能上发挥着极其重要的作用.本文总结了平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池中阴极界面修饰层(CBL)的研究进展.CBL从材料上讲可分为无机金属氧化物、金属或金属盐以及有机材料,从构成上讲可分为单层CBL、双层CBLs以及共混型CBL.本文对这些类型的CBL分别给予详细的介绍.最后,我们归纳出CBL在改善器件效率和稳定性上所起的作用以及理想CBL所应满足的要求,希望能为以后阴极界面修饰材料的设计提供一定的借鉴. 展开更多
关键词 平面p-i-n型钙钛矿太阳能电池 阴极界面修饰层 效率和稳定性 有机/无机杂化金属卤化物钙钛矿半导体材料
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CH_3NH_3PbI_3薄膜中放大自发辐射效应的研究 被引量:1
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作者 刘雨 孟祥 +2 位作者 钟凯伦 杨潇 盛传祥 《光电子技术》 CAS 北大核心 2018年第3期172-177,共6页
利用光谱学手段研究了CH3NH3PbI3薄膜中的放大自发辐射效应。首先,从随温度变化的光致发光(Photoluminescence,PL)光谱中观察到了CH3NH3PbI3从正交相到四方相的相变。在低于相变温度时,PL过程优先发生在四方相上。在较高的激发光强下,... 利用光谱学手段研究了CH3NH3PbI3薄膜中的放大自发辐射效应。首先,从随温度变化的光致发光(Photoluminescence,PL)光谱中观察到了CH3NH3PbI3从正交相到四方相的相变。在低于相变温度时,PL过程优先发生在四方相上。在较高的激发光强下,正交相的PL峰由于四方相上激子浓度的饱和而逐渐显现,导致了放大自发辐射现象。然而,放置15天后的CH3NH3PbI3薄膜中激光效应却出现在了四方相上,表明CH3NH3PbI3薄膜中的缺陷态能够自发湮灭,从而增强了四方相在低温下的光辐射能力。 展开更多
关键词 有机金属卤化物钙钛矿 光物理 光谱学 激光效应
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CH_(3)NH_(3)PbI_(3)和CH_(3)NH_(3)MnI_(3)的电子结构和光学性质研究
10
作者 朱海霞 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2021年第1期60-64,共5页
采用第一性原理计算,研究了有机金属卤化物钙钛矿CH_(3)NH_(3)PbI_(3)和CH_(3)NH_(3)MnI_(3)的电子结构、磁性和光吸收。CH_(3)NH_(3)PbI_(3)和CH_(3)NH_(3)MnI_(3)都是具有直接带隙半导体,CH_(3)NH_(3)MnI_(3)磁基态为G型反铁磁序(G-A... 采用第一性原理计算,研究了有机金属卤化物钙钛矿CH_(3)NH_(3)PbI_(3)和CH_(3)NH_(3)MnI_(3)的电子结构、磁性和光吸收。CH_(3)NH_(3)PbI_(3)和CH_(3)NH_(3)MnI_(3)都是具有直接带隙半导体,CH_(3)NH_(3)MnI_(3)磁基态为G型反铁磁序(G-AFM)。CH_(3)NH_(3)MnI_(3)在G-AFM状态下的带隙值为1.668 eV;当系统处于FM态时,多数自旋通道的带隙为0.696 eV,少数自旋通道的带隙为2.148 eV。结果表明,具有FM态的CH_(3)NH_(3)MnI_(3)的光激发电子将迅速熔化局域磁序。最后计算了CH_(3)NH_(3)PbI_(3)和CH_(3)NH_(3)MnI_(3)的光学特性,结果表明具有铁磁态的CH_(3)NH_(3)MnI_(3)(FM)表现出较强的红外光吸收。 展开更多
关键词 有机金属卤化物钙钛矿 电子结构 光学特性
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Control of organic–inorganic halide perovskites in solid-state solar cells: a perspective 被引量:2
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作者 王琼 陈红军 +1 位作者 刘岗 王连洲 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第4期405-418,M0003,共15页
Since the year of 2009 when the first appli- cation of organohalide lead perovskite as the light har- vester in solar cells was reported, tremendous attention has been devoted to these new types of perovskite-based so... Since the year of 2009 when the first appli- cation of organohalide lead perovskite as the light har- vester in solar cells was reported, tremendous attention has been devoted to these new types of perovskite-based solid-state solar cells and remarkable power conversion efficiency of over 20 % has been achieved to date. In this review, we first introduce the properties of organic- inorganic halide perovskites and then focus on the notable achievements made on the perovskite layer to improve the power conversion efficiency of solid-state perovskite solar cells, which is featured by process engineering of the state-of-the-art lead methylammoni- um triiodide perovskite and material control of lead triiodide perovskites and other newly emerged per- ovskites. In the end, we wish to provide an outlook of the future development in solid-state perovskite solar cells. Provided that the instability and toxicity of solid- state perovskite solar cells can be solved, we will wit- ness a new era for cost-effective and efficient solar cells. 展开更多
关键词 Perovskite solar cells Fabricationprocedures High performance
原文传递
行走在太阳能电池研发的最前沿
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作者 孙欣欣 《科学中国人》 2021年第2期57-57,共1页
有机金属卤化物钙钛矿结构太阳能电池作为可再生的清洁能源,解除了能源紧缺的威胁。但目前这一电池的寿命还远远没有达到商业化的要求。因此如何在保证高效率的基础上,提高电池的稳定性,成为当今科学家面临的最大挑战。北京交通大学光... 有机金属卤化物钙钛矿结构太阳能电池作为可再生的清洁能源,解除了能源紧缺的威胁。但目前这一电池的寿命还远远没有达到商业化的要求。因此如何在保证高效率的基础上,提高电池的稳定性,成为当今科学家面临的最大挑战。北京交通大学光电子技术研究所梁春军、李丹、何志群、由芳田老师携课题组学生承担起解决钙钛矿电池稳定性问题的重担,他们从基本结构、工作机理、界面调控、制备工艺等方面出发,势要制成高效率并且稳定性更好的钙钛矿太阳能电池器件。 展开更多
关键词 钙钛矿太阳能电池 有机金属卤化物钙钛矿 电子技术研究所 界面调控 清洁能源 钙钛矿电池 工作机理
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