高效钙钛矿太阳电池光吸收层的接触晶面构筑及其构效机理研究

基本信息
批准号:61804113
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:朱卫东
学科分类:
依托单位:西安电子科技大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈大正,周龙,张倩妮,李佳,张泽阳
关键词:
太阳电池晶面界面修饰钙钛矿效率
结项摘要

Perovskite solar cells that are generally based on organic metal halide films, have recently emerged as one of the most promising non-Si based photovoltaic devices. They have attracted more and more research attention from various disciplines. Up to now, it has become the focused topics of this field to optimize the materials and interfaces of perovskite solar cells, aiming to further improvement of their performance. Previous researches about compound photocatalytic materials have revealed that engineering the interfacial contact facets can greatly enhance their interfacial charge transport properties. This important conclusion is very inspiring for us to study the interfacial contact facets of absorption layer in perovskite solar cells, as innovatively proposed in this project. Firstly, we will explore the feasible external physical fields-assisted post-treatment methods that can systemically control the interfacial contact facets of absorption layer. Then, the dependences of interfacial charge transport properties as well as cell performance on the contact facets of absorption layer will be investigated in details. Expectedly, we will understand the corresponding mechanisms thoroughly. Based on the above results, the simple and inexpensive methodology of interfacial contact facets engineering for J-V hysteresis-free, stable perovskite solar cells with the efficiency above 20% will be finally proposed and demonstrated. Our project contributes to provide important scientific and technical reference value for R&D and industrialization of perovskite solar cells.

钙钛矿太阳电池是一类基于有机金属卤化物类薄膜的非硅光伏器件,受到来自多个学科研究者的重视。目前继续完善电池的材料、界面,进一步改善电池的性能是亟待解决的关键问题之一。本申请项目借鉴调变半导体复合光催化剂接触界面的暴露晶面(接触晶面)可增强其界面电荷输运特性的重要结论,率先开展钙钛矿太阳电池光吸收层的接触晶面研究。创新性地提出通过外加物理场辅助的溶液后处理方法,理性构筑电池光吸收层的接触晶面。研究接触晶面与电池界面电荷输运、性能间的构效关系与机理。以此为基础,形成利用接触晶面构筑改善电池界面电荷输运特性,进而提升其性能的具有工艺简便、成本低等明显优点的新途径。预期可使电池在高湿环境下的稳定效率普遍达到20%以上,并消除电流密度-电压曲线测试中的滞回现象。本申请项目的实施可为钙钛矿太阳电池的研发和产业化提供具有重要参考价值的科学基础和技术支持。

项目摘要

钙钛矿太阳电池是一类基于有机金属卤化物类薄膜的非硅光伏器件,受到来自多个学科研究者的重视。目前继续完善电池的材料、界面,进一步改善电池的性能是亟待解决的关键问题之一。本项目借鉴调变半导体复合光催化剂接触界面的暴露晶面(接触晶面)可增强其界面电荷输运特性的重要结论,率先开展了钙钛矿太阳电池光吸收层的接触晶面研究。创新性地提出通过外加物理场辅助的溶液后处理方法,理性构筑电池光吸收层的接触晶面。研究接触晶面与电池界面电荷输运、性能间的构效关系与机理。以此为基础,形成利用接触晶面构筑改善电池界面电荷输运特性,进而提升其性能的具有工艺简便、成本低等明显优点的新途径。基于溶液介导的二次生长技术调CH3NH3PbI3太阳电池的接触晶面。该策略显著抑制了界面载流子复合并增强了载流子的提取,进而提升其能量转换效率从17.67%提升至19.66%,完成了项目研究目标,并消除电流密度-电压曲线测试中的滞回现象。本项目的成功实施为钙钛矿太阳电池的研发和产业化提供具有重要参考价值的科学基础和技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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