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硼酸盐玻璃中CsPbI3红色量子点的优异激子发光
摘要: 我们通过熔融淬火技术在硼酸盐玻璃中制备了CsPbI3钙钛矿量子点。研究了三种具有不同处理条件的代表性样品。随着处理条件优化,测得能隙为1.75-1.76eV,光致发光峰可在675至691nm范围内调节,半峰全宽(FWHM)变化范围为43至37nm。光致发光强度随激发波长增加先升后降,但峰值波长和线型保持不变?;竦玫母吖庵路⒐饬孔硬剩≒LQY)达23.8%-61.4%,这归因于优异的晶体质量和较低的能量耗散。双指数函数拟合显示短寿命和长寿命组分的PL寿命分别为24.0-28.2ns和100.2-123.0ns。在25至125℃温度范围内,PL强度虽降低但具有可逆性,测得激子结合能为375-454meV量级,并观察到FWHM从39扩展至49nm及峰值蓝移(690至685nm)现象。
关键词: 光致发光量子产率、寿命、CsPbI3、温度依赖性、量子点玻璃、激子
更新于2025-11-14 15:23:50
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由Pb-I八面体锚定实现的高相稳定性CsPbI?助力高效无机钙钛矿光伏器件
摘要: 无机钙钛矿CsPbI3展现出晶体结构畸变和量子限域效应等特殊性质,但其较差的相稳定性严重阻碍了应用。本研究从PbI6八面体角度揭示了光活性CsPbI3相变的本质,并开发出稳定光活性相及降低缺陷密度的简便方法。通过多功能4-氨基苯甲酸(ABA)修饰CsPbI3,继而采用空间位阻溴化新斯的明(NGBr)进一步调控薄膜表面(NGBr-CsPbI3(ABA))。吸附于晶界/表面的ABA或NG阳离子通过增加八面体旋转能垒锚定PbI6八面体,维持共角PbI6八面体连续阵列并动力学稳定光活性相CsPbI3。此外,添加的ABA和NGBr不仅与CsPbI3中的浅能级/深能级缺陷相互作用显著降低缺陷密度,还改善了CsPbI3与电荷传输层间的能级匹配。最终,基于NGBr-CsPbI3(ABA)的冠军无机钙钛矿太阳能电池实现18.27%效率并具有优异稳定性。该工作为获得高相稳定性且低缺陷密度的无机钙钛矿以推动其光电器件应用提供了可行方案。
关键词: 无机钙钛矿,相稳定性,PbI6八面体锚定,CsPbI3,缺陷密度
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过盐酸胍后处理降低能量损失并优化能带排列以实现高性能CsPbI3太阳能电池
摘要: 由于具有优异的热稳定性和合适的带隙(约1.7电子伏特),无机卤化物CsPbI3钙钛矿太阳能电池近年来引起了广泛关注。然而,CsPbI3钙钛矿太阳能电池仍面临高能量损失(Eloss)问题,导致开路电压(VOC)较低。本文通过在CsPbI3薄膜表面进行溴化胍(GABr)后处理,开发出高效的CsPbI3钙钛矿太阳能电池。经过优化,获得了18.02%的最高功率转换效率(PCE),高于原始值(16.58%)。进一步研究发现,钝化作用表征表明非辐射复合速率降低。此外,CsPbI3与界面层之间的能带排列也得到优化,降低了电子收集的传输势垒,并形成了优异的空穴接触,为促进空穴转移提供驱动力,同时阻止电子反向流动。
关键词: 能量损失、GABr、非辐射复合、CsPbI3、能带排列
更新于2025-09-23 15:21:01
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全无机0D/3D Cs4Pb(IBr)6/CsPbI3-xBrx混合维钙钛矿太阳能电池:效率与稳定性双提升
摘要: 无机卤化物钙钛矿CsPbI3在高效太阳能电池中展现出巨大潜力。然而α相CsPbI3在室温下热力学不稳定,限制了其应用。本研究成功制备了高度稳定的全无机0D/3D Cs4Pb(IBr)6/CsPbI3-xBrx混合维度钙钛矿太阳能电池。0D相Cs4Pb(IBr)6自发分布于3D CsPbI3-xBrx钙钛矿相中,促进CsPbI3-xBrx晶体沿(100)晶向择优生长。基于0D相Cs4Pb(IBr)6的(040)晶面与3D相CsPbI3-xBrx的(002)晶面之间合理的能级匹配和晶格匹配,形成了0D-3D异质结结构。薄膜内缺陷钝化与非辐射复合抑制有效促进了钙钛矿太阳能电池中的载流子传输,使效率提升至14.77%。器件在氮气氛围中存放60天后仍保持初始效率的93.9%。此外,由于0D/3D薄膜的高均匀性与可重复性,在1 cm2大面积电池中也实现了10.52%的高效率。
关键词: Cs4Pb(IBr)6、异质结、CsPbI3-xBrx、全无机钙钛矿太阳能电池、稳定性
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于高性能太阳能电池的高度取向黑相CsPbI?微结构合成
摘要: 制备具有较少针孔和缺陷的钙钛矿薄膜对构建高性能钙钛矿太阳能电池(PSC)至关重要。我们报道了一种取向附着策略,用于制备黑色相CsPbI3高度取向准单晶微结构薄膜,从而构建介孔PSC器件,其功率转换效率从13.4%提升至16.0%。理论计算和详细的原位/非原位表征表明,取向附着是由二甲基亚砜(DMSO)优先吸附于初始形成的相对取向结构的黄色相δ-CsPbI3晶体的{212}晶面所驱动,随后发生相转变为α-CsPbI3晶体,并在退火过程中合并为暴露{200}晶面的大型高度取向准单晶微结构薄膜。我们的工作证明,取向附着策略能够形成高度取向准单晶钙钛矿微结构薄膜,这对于实现高效稳定的薄膜PSC至关重要。
关键词: 取向附着、二甲基亚砜、CsPbI3、钙钛矿太阳能电池、高性能
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于全无机钙钛矿太阳能电池的二维-三维Cs?PbI?Cl?-CsPbI?.?Br?.?混合维度薄膜,具有增强的效率和稳定性
摘要: ??铅卤钙钛矿的相不稳定性仍是阻碍其应用的主要挑战。研究团队成功开发出一种二维-三维全无机Cs2PbI2Cl2-CsPbI2.5Br0.5钙钛矿太阳能电池以解决该问题。二维Cs2PbI2Cl2相分布在三维CsPbI3-xBrx晶粒的晶界处,其存在有效促进了CsPbI2.5Br0.5晶体的(100)择优晶向生长,从而提升载流子传输效率。(003)2D//(001)3D界面间的平滑过渡区表明二维-三维异质结构的成功构建。得益于晶体质量的改善、高均匀性及可重复性,面积分别为0.09 cm2、1 cm2和2 cm2的电池器件效率显著提升至15.09%、12.74%和10.01%。在氮气氛围室温下存放60天后,器件光电转换效率(PCE)保持初始值的95.3%;在80°C连续加热12小时且湿度为70±10%RH条件下,仍保留初始效率的80%。
关键词: 异质结、CsPbI3-xBrx、Cs2PbI2Cl2、全无机钙钛矿太阳能电池、稳定性
更新于2025-09-23 15:21:01
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锰掺杂CsPbI3薄膜实现高效太阳能电池
摘要: 一种通过向基质材料中引入合适元素来实现掺杂的技术,被广泛用于调控钙钛矿晶格结构、稳定晶体相并实现多种光学与电学性能。本工作采用Mn2?替代CsPbI?薄膜中的Pb2?以提升材料相稳定性。经Mn2?掺杂的钙钛矿材料结晶质量显著改善,缺陷密度降低。优化Mn2?掺杂量(2%)的无机钙钛矿太阳能电池功率转换效率(PCE)达16.52%,较参比样品的15.05%提升约10%。同时,Mn掺杂增强了材料的湿度和热稳定性,这归因于Mn的引入使钙钛矿材料晶格收缩并提高了CsPbI?薄膜的形成能。
关键词: 功率转换效率、锰掺杂、CsPbI3、相稳定性、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于CsPbI3的全无机钙钛矿太阳能电池的模拟开发与性能优化
摘要: 碘化铯铅(CsPbI3)作为具有更高稳定性的有前景无机卤化物钙钛矿材料,近年来受到广泛关注。然而基于CsPbI3的钙钛矿太阳能电池(PSCs)尚未实现有机-无机杂化PSCs所达到的高效率。本研究通过SCAPS-1D器件模拟探究全无机CsPbI3钙钛矿太阳能电池(CsPbI3 i-PSCs)的性能限制并提升其效率。全无机器件要求不仅吸光层,所有功能层都必须采用无机材料。因此首先对比了多种潜在无机空穴传输层(i-HTL)和电子传输层(i-ETL),结果表明Cu2O空穴传输层与SnO2电子传输层是最佳组合。通过进一步优化背电极功函数、吸光层厚度、掺杂浓度及缺陷密度,器件性能获得显著提升。在优化条件下,FTO/SnO2/CsPbI3/Cu2O/Au结构的全无机器件实现了21.31%的转换效率,表明该体系仍具有巨大的性能提升空间。
关键词: CsPbI3,器件建模,全无机钙钛矿太阳能电池
更新于2025-09-23 15:19:57
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水解衍生的DMAI/DMAPbI<sub>x</sub>中间化合物对CsPbI<sub>3</sub>太阳能电池性能的影响
摘要: 引入氢碘酸(HI)作为中间化合物的水解前驱体,已成为制备高质量稳定CsPbI3钙钛矿太阳能电池(PSCs)的关键问题。然而,这些中间化合物的材料组成及其对器件性能的影响尚不明确。本研究制备了一系列高质量中间化合物,证实其成分为DMAI/DMAPbIx。进一步表征表明该体系主要成分仍为CsPbI3。大部分二甲铵(DMA+)有机组分在退火过程中流失,仅有微量DMA+掺杂进入CsPbI3并稳定其结构。同时,过量DMA+与CsPbI3表面的Pb2+形成路易斯酸碱加合物并产生相互作用,该过程钝化了CsPbI3薄膜并降低了复合速率。最终制得的CsPbI3薄膜具有高结晶度、均匀形貌和优异稳定性,对应PSC器件展现出稳定特性,功率转换效率(PCE)提升至17.3%。
关键词: DMAPbIx,中间化合物,CsPbI3,太阳能电池,DMAI
更新于2025-09-23 15:19:57
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α-CsPbI3量子点光致发光损失与恢复的油胺化学平衡移动机制
摘要: α-CsPbI3钙钛矿量子点(PQDs)在红色发光LED和太阳能电池应用中具有巨大潜力。然而,其随时间推移快速发生光致发光衰减的不稳定性严重制约了发展。本研究发现,经三辛基膦表面处理后,非发光态的老化α-CsPbI3 PQDs能立即恢复荧光发射;该处理同时可增强新鲜α-CsPbI3 PQDs的光致发光强度。我们详细分析了新鲜与老化PQDs在表面处理前后的结构与组分变化,证实油胺铅盐介导的表面化学平衡移动机制导致了α-CsPbI3 PQDs的发光损失与恢复。该化学平衡移动对PQDs长期储存、温度、紫外辐照及乙醇耐受性等稳定性提升也起关键作用——经处理后各项性能均显著改善。处理后的α-CsPbI3 PQDs相稳定期超过6个月。鉴于油酸与油胺是PQD合成常用配体,本研究将促进对PQD表面化学的理解及稳定α-CsPbI3 PQDs的制备。
关键词: 光致发光损失、油胺、恢复、CsPbI3、钙钛矿量子点
更新于2025-09-23 15:19:57