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2016年钙钛矿型材料十大研究进展

作者:中国储能网新闻中心  来源:新材料在线  发布时间:2017-2-14 9:56:00

中国储能网讯:钙钛矿型材料在太阳能电池和发光二极管中的巨大应用潜力,使其成为过去一年材料科学研究中的超级明星。相关的高水平论文也应接不暇,下面就让我们梳理一下过去一年关于钙钛矿型材料的重大研究进展吧。

1.真空闪蒸辅助溶液合成的高效率大面积钙钛矿太阳能电池薄膜(Science DOI:10.1126/science.aaf8060)

 

这一方法可以制备面积超过1平方厘米、最大转化效率20.5%和认证转化效率19.6%的太阳能电池。

2.高效率二维Ruddlesden-Popper型钙钛矿太阳能电池(NatureDOI:10.1038/nature18306)

 

研究人员通过制备近乎单晶的层状钙钛矿,实现了Ruddlesden-Popper相高达12.52%的光电转化效率。没有封装的二维钙钛矿器件在恒定、标准照明下工作超过2250小时仍能保持原来效率的60%。

3.结晶液体屏蔽保护混杂钙钛矿中高能载流子(ScienceDOI: 10.1126/science.aaf9570)

 

在与超快冷却时间相匹配的时间尺度上,动态屏蔽通过溶解或大极化子的形成保护了高能载流子;类似的保护机制也可能存在于带边载流子。

4.相稳定的α-CsPbI3钙钛矿量子点 (ScienceDOI:10.1126/science.aag2700)

 

Abhishek等人用块体CsPbI3的立方相制造了开放回路电压1.23V、能量转化效率10.77%的胶体钙钛矿量子太阳能电池。该器件也可以作为具有低导通电压和可调谐发光的发光二极管。

5.可光固化含氟聚合物涂料提升钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性(Science DOI: 10.1126/science.aah4046)

 

Federico 等人在室温下通过快速光诱导自由基聚合制备了多功能氟化光聚合物涂层。该涂层使器件的表面上具有荧光和易清洁的特征,同时在背侧接触面上形成应对环境湿度的强疏水性屏障层,有效提高了太阳能电池的效率和稳定性。

6.钙钛矿太阳能电池掺入铷阳离子可提高光伏性能(Science  DOI:10.1126/science.aah5557)

 

将小的氧化铷阳离子(Rb+)嵌入到“串联阳离子”中,可以创造出具有优异材料特性的钙钛矿材料(小面积上实现了高达 21.6%的稳定效率和 3.8% 的光致发光率)。在全照明和最大功率点跟踪下,聚合物涂覆电池在85℃保持95%的初始性能长达 500 小时。

7.梯度带隙钙钛矿太阳能电池(NatureMaterials DOI: 10.1038/NMAT4795)

 

Onur Ergen等人报导了无反射涂层下稳态转换效率平均为18.4%、最高为 21.7%的梯度能隙钙钛矿太阳能电池。该电池基于两个钙钛矿层(CH3NH3SnI3和CH3NH3PbI3-xBrx)的结构,结合了GaN、单层六方氮化硼和石墨烯气凝胶。

8.基于溶液处理自组织多量子阱(MQW)的钙钛矿发光二极管(LED) (Nature PhotonicsDOI: 10.1038/NPHOTON.2016.185)

 

基于MQW的LED表现出了高达11.7%的外量子效率、良好的稳定性,并在 100mA/cm2 的电流密度下呈现出具有 5.5% 的能量转化效率的高功率性能。

9.钙钛矿型氧化物化学和电化学稳定性的提高(NatureMaterials  DOI: 10.1038/NMAT4659)

 

美国Yildiz课题组通过减少钙钛矿型氧化物(ABO3)表面的氧空位浓度提高了氧的表面交换和稳定性。“火山”关系图表明优化的表面氧空位浓度协调了氧交换运动学和化学稳定性的损失。

10.通过刻蚀可牺牲水溶性Sr3Al2O6层制备独立的毫米尺寸单晶钙钛矿薄膜(Nature Materials  DOI:10.1038/NMAT4749)

 

这一方法的关键是钙钛矿基板上水溶性Sr3Al2O6 的外延生长,紧接着是薄膜和异质结构的原位生长。这为向其它任意基底的转移和与半导体及层状化合物的结合提供了机会。

关键字:钙钛矿型材料

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