钙钛矿太阳能电池报告VIP专享VIP免费

PerovskiteSolarCells15th目录CONTENTS1历史背景2钙钛矿太阳能电池的基本结构4前景及挑战3高效率太阳能电池的实现01历史背景被《Science》杂志评为2013年十大科学突破之一钙钛矿光伏技术的起点：Organometalhalideperovskitesasvisible-lightsensitizersforphotovoltaiccells3.81%中国科学院半导体所（ISCAS）游经碧老师将钙钛矿单结电池效率突破至23.7%02钙钛矿太阳能电池的基本结构(1).钙钛矿晶体结构钙钛矿型化合物化学式：ABX3太阳能电池中，常用的是无机-有机杂化钙钛矿材料A:有机阳离子CH3NH3+、金属阳离子Cs+等B:金属铅离子、金属锡离子或(Sn1-xPbx)2+等X:卤素离子：Cl-、Br-或(I1-xBrx)-等Small.2015;11(1):10-25.(2).钙钛矿太阳能电池结构e-e-h+h+导电玻璃N型电子传输层钙钛矿层吸收P型空穴传输层Au阴极介观结构平面异质结结构平面异质结结构n-i-pp-nn-pp-i-n03高效率太阳能电池的实现界面钝化传输材料的改性与开发带隙调节合成工艺改进合成方法—气相沉积法双源气相沉积法顺序气相沉积法MA:CH3NH3+MA:CH3NH3+JournalofNanomaterials,vol.2018,ArticleID8148072,15pages,2018.合成方法—溶液法一步法两步法MA:CH3NH3+MA:CH3NH3+JournalofNanomaterials,vol.2018,ArticleID8148072,15pages,2018.合成方法—溶液法ab一步法•无形CH3NH3PbI3•对TiO2基底润湿性差两步法•立方形CH3NH3PbI3•对TiO2基底润湿性良好APLMATERIALS,2014,2(8):081510.合成方法—溶液法Powerconversionefficiency(PCE)fortheperovskitesolarcells功率转换效率一步法7.5%两步法13.9%APLMATERIALS,2014,2(8):081510.合成方法—溶液法两步沉积钙钛矿的电子寿命是一步的电子寿命的十倍！Comparisonofelectronlifetimeforone-stepandtwo-stepdepositedperovskitewithvaryingopencircuitvoltageAPLMATERIALS,2014,2(8):081510.界面钝化添加剂：噻唑对Pb2+具有化学亲和力：钝化界面处的悬空键两个官能团：与不同类型的溶剂化Pb2+相互作用高蒸气压：热退火时易除去，获得纯的钙钛矿薄膜热退火时产生的蒸汽薄膜，诱导表面再结晶ACSAppl.Mater.Interfaces2018,10,42436-42443界面钝化C=NS=C噻唑1650cm-1739cm-1PbI2·CH3NH3·噻唑1625cm-1708cm-1噻唑分子的S和N原子与Pb2+原子之间存在相互作用ACSAppl.Mater.Interfaces2018,10,42436-42443界面钝化Top-viewSEMimagesMAPbI3films:(a,b)fabricatedwithoutthiazole;(d,e)fabricatedwithathiazoleadditive(c,f)HistogramofthegrainsizeforMAPbI3filmsw/oandwiththiazole平均晶粒尺寸无噻唑120nm含噻唑240nmACSAppl.Mater.Interfaces2018,10,42436-42443界面钝化50个太阳能电池功率转换效率直方图功率转换效率无噻唑14%含噻唑18%ACSAppl.Mater.Interfaces2018,10,42436-42443界面钝化在钙钛矿层的电子传输层界面掺入氯离子热处理路易斯碱处理钙钛矿材料...(760nm)带隙调节𝜂=𝑉𝑂𝐶×𝐽𝑆𝐶×𝐹𝐹𝑃𝑖𝑛禁带宽度减小短路电流密度增加开路电压减小根据Shockley-Queisser（SQ）详细平衡模型，单结太阳能电池的极限光伏能量转换效率为33.7％，最佳半导体带隙为1.34eV。Science,2016,352(6283):aad4424.带隙调节带隙调节Small.2015;11(1):10-25.Phys.Chem.C1185615新材料和新电池结构的尝试电子传输材料空穴传输材料spiro-OMeTAD、P3HT...HTMTiO2、ZnO...ETM新型太阳能电池设计:HTL-free、钙钛矿/Si结构的串联…计算出理想效率为35.67％04前景及挑战亟待解决的问题污染性稳定性柔性PSCs钙钛矿太阳电池的优点转换效率高制备工艺简单成本低…提高钙钛矿太阳能电池的稳定性温度湿度A提高其自身的稳定性B应用器件封装技术CH3NH3PbI3CH3NH3I+PbI2orH2OJournaloftheAmericanChemicalSociety,2016,138(49):15829-15832.全无机结构的钙钛矿电池.7%降低钙钛矿太阳能电池的污染性Sn,Bi…Pb柔性钙钛矿太阳能电池GlassITO（orFTO）ETMPerovskiteABX3HTMAu（orAg）TransparentPlasticTraditionalETM：TiO2needhightemperature:450～500℃塑料的玻璃化转变温度<150℃在低温下制备电子传输层（PET或PEN）.07%Thankyouforyourattention!!!