钙钛矿太阳能电池中D-A-D型空穴传输材料的研究进展

钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)作为一种新型太阳能电池,由于其短时间内快速提升的光电转换效率而获得了全世界范围内的广泛关注。空穴传输材料(Hole Transporting Materials, HTM)是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,因此,设计开发经济、高效、稳定的HTM对PSCs的发展具有重要意义。本文综述了2009年以来线型给体-受体-给体(Donor-Acceptor-Donor, D-A-D)结构有机小分子空穴传输材料在PSCs中的应用,详细介绍了各空穴传输材料分子结构对PSCs的光电转换效率和器件稳定性等性能的影响。在此基础上,对未来线型D-A-D型空穴传输材料的发展进行了展望。     

石墨炔及其衍生物在钙钛矿太阳能电池的应用

钙钛矿太阳能电池(PSCs)因具有高效率、可溶液加工和低成本等优点受到了人们广泛的关注。然而，在PSCs的各个功能层及界面之间存在缺陷非辐射复合、界面接触不良和薄膜质量较差等问题，阻碍了PSCs光电转换效率和稳定性的提高。相较于石墨烯，含有sp杂化碳原子的石墨炔具有独特的三角微观结构、天然的带隙、超高的载流子迁移率以及优异的光电和机械性能，成为光电能源领域重要的候选材料。综述了石墨炔及其衍生物在PSCs的电子传输层、空穴传输层以及光吸收层中的应用，重点探讨了石墨炔及其衍生物在功能层及其界面中钝化缺陷、改善薄膜形貌和界面接触、提高载流子传输等方面的作用。最后，对石墨炔及其衍生物在PSCs领域中的发展提出了展望。     

空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为一种新兴高效率光伏电池得到了飞速的发展。作为PSCs中的重要组成部分之一,空穴传输层(HTL)起到促进空穴传输和阻挡电子迁移的作用,同时也影响着器件的光电性能、稳定性和生产成本。因此,寻找成本低廉、空穴迁移率高的空穴传输材料就显得尤为重要。本文将空穴传输材料划分为有机和无机材料两大类,综述了其在钙钛矿太阳能电池中的应用,并重点介绍了基于这些空穴传输材料的电池的光伏性能。     

黑卟啉空穴传输材料在无掺杂钙钛矿太阳能电池上的应用

无掺杂空穴传输材料是实现钙钛矿太阳能电池(PSCs)实用化的关键问题。本论文合成了具有高的热稳定性、对可见光谱全吸收性质的黑卟啉分子,5,10,15,20-四[3,5-二(叔丁基)苯基]-β,β''-四萘醌[6,7-g]锌卟啉(T1),研究了光物理、电化学性能和成膜性。T1最高占据分子轨道(HOMO)能级与spiro-OMeTAD相近,能够很好地与钙钛矿材料MAPbI3相匹配。制备了以T1分子为空穴传输层的PSCs,器件的能量转换效率(PCE)达到13.43%,优于相同条件下的基于spiro-OMeTAD的器件(11.63%)。     

聚合物PTAA分子量对刮涂钙钛矿性能的影响与研究

高分子聚合物聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)与钙钛矿材料存在匹配的能级,广泛用作倒置钙钛矿太阳能电池(p-i-n PSCs)的空穴传输材料。然而不同分子量的空穴传输材料会导致不同的载流子迁移率和器件性能。因此,本文选取三种不同分子量的PTAA制备空穴传输层。接触角结果显示,中间分子量的PTAA(M-PTAA)层具有优异的疏水性。在此基础上刮涂得到的准二维钙钛矿薄膜(M-PP)表现出最优的表面形貌和最高的结晶度。TRPL测试进一步证实M-PP薄膜中的空穴能更好的被PTAA传输层转移,由此制备的p-i-n PSCs实现了高达15.79%的能量转换效率(PCE)。     

碳基钙钛矿太阳能电池光吸收层的研究现状

钙钛矿太阳能电池(PSCs)具有优异的光电性能和光电转化效率,碳基钙钛矿太阳能电池采用稳定的碳材料作为传输空穴的对电极,不仅工艺简单、价格低廉,而且大大提高了PSCs的稳定性。但是,C-PSCs的光电性能受到钙钛矿光吸收层/碳对电极界面接触程度的限制,同时,传统的有机-无机杂化CH3NH3PbI3(MAPbI3)光吸收层自身稳定性差,对C-PSCs性能产生不利的影响。两步法制备的钙钛矿光吸收层平整度高、致密性好;无机钙钛矿光吸收层稳定性能优异,是未来PSCs发展的方向,本文综述了C-PSCs光吸收层的研究现状,为科研工作者提供一定的参考。     

无机空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、结构简单、成本低廉、有大规模商业化应用潜力等优势,是近年来光伏领域的研究热点.空穴传输材料具有传输空穴和阻挡电子的双重作用,是影响钙钛矿太阳能电池光电性能的重要因素.本文介绍了空穴传输材料的作用方式和主要类别,总结了无机空穴传输材料的种类、特点及在钙钛矿太阳能电池中的应用,并分析了其...     

钙钛矿太阳能电池研究进展

钙钛矿太阳能电池(PSCs)近几年迅速发展,截至目前,其能量转换效率已经超过23%,这可能使光伏产业发生革命性的变化。基于最新的研究进展,介绍了钙钛矿太阳能电池的结构和工作机理,简要综述了空穴传输材料(HTM)在钙钛矿太阳能电池中的应用。最后,指出了钙钛矿太阳能电池目前存在的一些问题及未来的研究方向。     

NH_4I界面修饰SnO_2的平面钙钛矿太阳能电池的性能研究

近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)受到研究者的广大关注,其光电转换效率(PCE)在短短十年间已经从原先的3.8%提升至25.5%。高效率的PSCs往往需要昂贵的空穴传输层以及金电极,并且其存在着较多的界面缺陷问题,所以无空穴传输层的碳对电极的PSCs受到了广泛的关注。其中电子传输层的自身的界面缺陷影响了器件的稳定性以及光电性能。本工作将采用碘化铵界面修饰的方法减少氧化锡电子传输层的界面氧空位缺陷。结果表明碘化铵的界面修饰对钙钛矿薄膜形貌生长有益。碘化铵界面修饰时,平面碳对电极钙钛矿太阳能电池的效率从12.450%提升到了13.772%。     

黑卟啉无掺杂空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池上的应用

制备高空穴迁移率的空穴传输材料对钙钛矿太阳能电池的商业化应用具有重要意义.合成了一种热稳定性好、对可见光谱全吸收的黑卟啉分子5,10,15,20-四[3,5-二(叔丁基)苯基]-β,β'-四萘醌[6,7-g]锌卟啉(T1),通过UV-Vis、循环伏安、SEM、TGA考察了T1的光物理性质、电化学、热稳定性能及成膜性.结果表明,T1的最高占据分子轨道能级为–5.13 eV,与2,2',7,7'-四(N,N'-二对甲氧基苯胺)-9,9'-螺二芴(spiro-OMeTAD)(–5.11 eV)相近,能很好地与钙钛矿材料甲胺铅碘相匹配.在不使用传统掺杂剂的条件下,以T1为空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的短路电流、开路电压、填充因子及光电转换效率分别为23.86 mA/cm2、0.91 V、61.9％和13.43％,其光电转换效率优于相同条件下制备的基于spiro-OMeTAD的钙钛矿太阳能电池(11.63％).