The rapid development of perovskite solar cells (PSC) provides a novel way to solve the energy problem. Perovskite based micro energy devices, which can realize high efficient solar energy conversion and storage, own great application prospect for flexible electronics. However, the preparation of PSC at low temperature and stability of PSC are still major problems, and integration involving PSC and energy storage is seldom studied. In this project, perovskite based micro energy devices are investigated, including PSC prepared at low temperature, integration of PSC with supercapacitor on a flexible substrate, and packaging of the integrated device. The fabrication of anodes and carbon counter electrodes (CEs) of the PSC at low temperature is studied in detail, the impact of low-temperature process on the structure and morphology of the carbon CEs and anodes and that on the cell performance are explored, so as to improve the stability of PSC. The design and preparation of solid supercapacitor are studied, and the integration, preparation and packaging of the supercapacitor and PSC on flexible substrates are carried out. Ultimately, controllable preparation of perovskite based high efficient energy devices is achieved. Our work will effectively facilitate the development and application of PSC technology, and promote development of high efficient micro energy devices technology for flexible and wearable electronics and daily life.
钙钛矿太阳能电池的迅猛发展为能源问题的解决提供了一条崭新途径,面向柔性电子、基于钙钛矿的高效微能源器件拥有巨大的应用前景,然而钙钛矿太阳能电池的低温制备与稳定性依然是大难题,涉及钙钛矿太阳能电池与储能器件集成的研究也很少。本项目致力于基于钙钛矿的微能源器件研究,包括钙钛矿太阳能电池的低温制备、以及柔性基底上的钙钛矿太阳能电池与超级电容的集成与封装。具体研究电池光阳极、碳对电极低温制备,探索低温工艺对碳对电极/光阳极结构形态以及电池性能的影响,以提高电池稳定性;研究固态超级电容器的设计与制备,以及柔性基底上的超级电容与钙钛矿太阳能电池的集成、制备与封装,最终实现基于钙钛矿的高效微能源器件的可控制备。本项目研究将有力推动钙钛矿太阳能电池技术的发展和应用,进而推动高效微能源器件技术的发展以及在柔性可穿戴电子产品和日常生活中的广泛应用。
钙钛矿半导体因其独特的光电优势成为当前光电子领域的研究热点,为解决能源危机带来了新希望,具有巨大的应用前景。然而,钙钛矿太阳能电池普遍存在的低温制备困难、成本高及稳定性差等问题,严重限制了其实际应用,关于钙钛矿太阳能电池与储能器件或其他电子器件集成的研究报道也较少,限制了钙钛矿太阳能电池的应用范围。本项目围绕高性能、低成本、高稳定性且易于低温制备的钙钛矿微能源器件展开研究,开发出了低成本、易于低温印刷制备且具有优异导电性和接触特性的碳电极浆料,可用于柔性太阳能电池的制备;开发了一系列电子传输层、钙钛矿光敏层及空穴传输层的低温制备工艺,并通过器件结构优化、工艺参数优化、离子掺杂取代、界面修饰等策略对器件性能和稳定性进行调控,在降低器件成本的同时使器件获得了优异的光伏性能和工作稳定性;设计并成功制备了钙钛矿太阳能电池与微型超级电容器、热电模块的高度集成器件,实现了能量转换与存储的统一及红外热能的充分利用;开发了钙钛矿器件的PDMS封装策略,并详细探究了PDMS封装对器件光电性能及稳定性的影响机制,初步建立了钙钛矿光电子器件的可靠性评估模型;依托钙钛矿太阳能电池制备技术与性能调控方面的知识积累,设计并制备了基于钙钛矿的自供能光电探测器和忆阻器等光电子器件,为未来打造集供能、传感、存储于一体的智能集成系统打下了坚实基础。相关工作获得教育部自然科学一等奖一项,发表20篇学术论文,其中SCI论文19篇,共申请国家发明专利16项,已获授权6项。我们的工作为低成本、高性能柔性钙钛矿光电子器件及其集成器件的开发奠定了良好基础。
{{i.achievement_title}}
数据更新时间:2023-05-31
基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究
强震作用下铁路隧道横通道交叉结构抗震措施研究
粘土矿物参与微生物利用木质素形成矿物-菌体残留物的结构特征研究
硫化矿微生物浸矿机理及动力学模型研究进展
国际比较视野下我国开放政府数据的现状、问题与对策
拟卤素钙钛矿的可控制备与性能研究
基于多元复合钙钛矿单晶膜的高效钙钛矿单晶太阳能电池研究
高稳定性钙钛矿白光二极管的可控制备及其器件性能研究
基于原位嵌入的全无机钙钛矿界面调控及高效稳定光伏器件的研究