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近日,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科

近来,中国科学院合肥物质科学研讨院强磁场科学中心熊奕敏课题组副研讨员曹亮与中科院上海使用物理研讨所快乐宇课题组、苏州大学孙宝全课题组协作,发现进步有机-无机杂化钙钛矿薄膜结晶相纯度尤其是外表结晶相纯度,能有用消除钙钛矿太阳能电池器材迟滞效应和进步器材功能,而且器材迟滞效应的消除并不依赖于器材结构。
此项研讨提醒了钙钛矿结晶相纯度尤其是外表结晶相纯度对器材J-V迟滞效应有重要影响。
相关研讨成果宣布在美国化学会期刊ACS Applied Materials & Interfaces上(2017, 9 (27), 23141–23151)。
探究新能源资料及器材、使用太阳能应对能源危机已成为一项重要课题。
在短短的几年内,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转化功率已进步到22.1%,挨近单晶硅太阳能电池的光电转化功率(26.3%)。
因而,有机-无机杂化钙钛矿(ABX3型结构)资料被认为是下一代太阳能电池资料的有力竞争者。
但是,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池走出实验室完成产业化和商业化仍存在一些问题,如进步高效器材的稳定性、下降迟滞效应及完成大面积制备等。
现在广泛报导的快速退火办法制备的钙钛矿太阳能电池器材的J-V曲线体现出显着的迟滞效应。
论文研讨人员使用上海光源的掠入射X射线衍射(GIXRD)对制备的CH3NH3PbI3-xClx薄膜进行了体系表征。
经过改动X射线的勘探深度发现钙钛薄膜结晶相不纯,尤其是薄膜外表存在显着的多相结构。
为了清晰有机-无机杂化钙钛矿薄膜结晶相纯度,尤其是外表相纯度对器材迟滞效应和功能的影响,研讨人员经过优化后处理条件进步了的CH3NH3PbI3-xClx薄膜的结晶相纯度,消除了薄膜外表的多相结构。
根据此类薄膜的器材未体现显着迟滞效应,且光电转化功能得到进一步进步。
值得阐明的是,器材迟滞效应的消除并不依赖于器材结构,即正式N-i-P结构或反式P-i-N结构,提醒了钙钛矿结晶相纯度尤其是外表结晶对器材J-V迟滞效应和功能有首要影响。
结合XPS和SEM成果,充分阐明有机-无机杂化钙钛矿薄膜外表结晶相纯度影响外表或许晶界处低配位的Pb和I离子。
这些离子作为电荷圈套,导致迟滞效应及低光电转化功率。
因而,进步钙钛矿薄膜的结晶性、尤其是外表的结晶相纯度,有利于开发高功能无迟滞有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池。
中科院上海应物所杨迎国、冯尚蕾和苏州大学许卫东为本文一起榜首作者,快乐宇、曹亮和孙宝全为论文一起通讯作者。
该研讨成果得到了上海光源BL14B衍射线站、国家自然科学基金项目、中科院百人方案项目等的赞助。
图(a)略入射XRD丈量示意图,以及有机-无机杂化钙钛矿薄膜的略入射XRD谱(X光入射视点0.2度)。

作者: 本网记者 解决方案
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