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通过形貌与界面工程制备高效稳定的无空穴传输层钙钛矿太阳能电池：全环境工艺
摘要： 基于碳的空穴传输材料（HTM）免用型钙钛矿太阳能电池（PVSCs）因其低成本和高稳定性备受关注。本研究报道了通过两种策略提升免HTM型PVSCs性能的简易方法：首先，在碘化铅（PbI2）/N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中添加少量四氢呋喃（THF）以改善钙钛矿薄膜质量；其次，在TiO2/钙钛矿界面引入超薄Al2O3膜层以减少电荷复合。研究发现THF有助于形成覆盖更均匀的高质量钙钛矿薄膜，而超薄Al2O3层能避免TiO2与CH3NH3PbI3直接接触。该Al2O3层可有效阻隔空穴并抑制电荷复合，从而显著提升电池开路电压和填充因子。此外，器件在环境条件下存放1000小时未见性能衰减，展现出优异的长期稳定性。本研究为高效低成本免HTM型PVSCs的未来商业化提供了简易实现路径。
关键词： 无空穴传输层、界面工程、钙钛矿太阳能电池、高稳定性
更新于2025-10-22 19:40:53
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采用聚[3-(4-甲基氨基羧丁基)噻吩]缓冲层提升无导电金属氧化物钙钛矿太阳能电池的效率
摘要： 由于透明阳极功函数较低及界面接触不良问题，无p-i-n导电金属氧化物（CMO）的钙钛矿太阳能电池（PVSCs）通常存在功率转换效率受限的缺陷。本研究报道了一种采用聚[3-(4-甲基氨基羧丁基)噻吩]（P3CT-N）修饰的聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）阳极的高效无CMO PVSC。PEDOT:PSS阳极与P3CT-N缓冲层间的接触角趋近0°以实现紧密接触，同时P3CT-N包覆的PEDOT:PSS阳极功函数高达-5.11 eV，这显著提升了空穴传输能力?？返缪?、短路电流密度和填充因子等所有参数均同步改善，最终使无CMO太阳能电池效率从4.63%大幅提升至13.13%。结果表明：P3CT-N适用于高导电但疏水的PEDOT:PSS阳极，可用于制备高效无CMO PVSC。
关键词： 功函数，无空穴传输层，钙钛矿太阳能电池，PEDOT:PSS，P3CT-N
更新于2025-09-23 15:21:01
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无空穴传输层碳基MAPbBr3钙钛矿太阳能电池的性能增强前驱体工程
摘要： 报道了一种优化的两步连续沉积法制备无空穴传输层碳基溴化甲铵铅(MAPbBr3)钙钛矿太阳能电池。第一步在PbBr2前驱体溶液中引入少量MABr以制备MAPbBr3钙钛矿薄膜(标记为MAPB-xMABr)，该方法促进PbBr2向钙钛矿相转化，形成结晶度更高、陷阱密度更低、载流子寿命更长的致密钙钛矿薄膜。优化后，基于MAPB-0.2MABr的太阳能电池获得7.64%的最高光电转换效率(开路电压1.36 V)。值得注意的是，未封装器件在环境空气(25-30°C和20-30%相对湿度)中展现出优异的长期稳定性，暴露一年后性能无衰减；同时在80°C和40-70%相对湿度的热应力下经过120小时仍保持初始效率的95%，显示出卓越的热稳定性。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，高稳定性，前驱体工程，无空穴传输层，晶体生长
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于碳电极与聚乙二醇添加剂协同效应的高稳定性钙钛矿太阳能电池
摘要： 光活性层的质量会严重影响光伏器件的特性和稳定性。本研究通过在甲基铵铅三卤化物（MAPbI3）前驱体溶液中引入聚乙二醇（PEG），制备出具有高覆盖率和较大晶粒尺寸的高质量MAPbI3钙钛矿薄膜。通过调节钙钛矿薄膜中的PEG浓度，采用碳电极的无空穴传输层介孔钙钛矿太阳能电池实现了11.62%的功率转换效率提升，这主要源于光吸收增强和载流子传输加速。同时，吸湿性PEG?；じ祁芽蟊∧っ馐艹逼跋?，使得钙钛矿薄膜及相应器件展现出优异的稳定性。本工作证实了利用聚合物材料提升钙钛矿太阳能电池功率转换效率和稳定性的高效可行策略。
关键词： 碳对电极，吸湿性聚乙二醇添加剂，钙钛矿太阳能电池，高稳定性，无空穴传输层
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用新型MgTiO3包覆TiO2纳米颗粒薄膜作为基于碳对电极的钙钛矿太阳能电池中的支架层以抑制电荷复合
摘要： 制备了MgTiO3包覆的TiO2介孔骨架层，并将其应用于基于碳对电极（CCE）的钙钛矿太阳能电池（PSCs），其中TiO2介孔层经不同浓度的Mg2+溶液处理。与基于纯TiO2介孔层的PSCs相比，MgTiO3/TiO2基器件的开路电压（Voc）和短路光电流密度（Jsc）显著提高。通过扫描电子显微镜、电化学阻抗谱等深入表征证实，MgTiO3壳层的存在不仅能抑制CH3NH3PbI3/TiO2界面的电荷复合，还能显著影响钙钛矿薄膜的生长。在优化处理浓度为0.10 M时，无空穴传输层的PSCs实现了10.39%的功率转换效率（PCE），并展现出优异的长期稳定性，表明其在大规模工业化生产中具有巨大潜力。
关键词： 碳对电极，钙钛矿太阳能电池，MgTiO3/TiO2，介孔骨架层，无空穴传输层
更新于2025-09-23 15:19:57
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双介观无空穴传输材料钙钛矿太阳能电池：通过溅射超薄Al?O?隔离层克服电荷传输限制
摘要： 在基于碳-石墨的单片钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，电绝缘空间层起着关键作用，其已被证实可防止电子在介孔TiO?（mp-TiO?）与碳-石墨（CG）界面处的电荷复合。传统三介观结构通常采用1微米厚的印刷层来实现这一功能，以避免欧姆漏电并实现高开路电压。本研究开发了一种可重复的大面积制备工艺，用超薄致密的40纳米溅射Al?O?层替代该厚空间层——该绝缘层能有效防止欧姆漏电。由此从原理上消除了此前因厚介孔空间层内空穴扩散路径受限导致的传输限制问题，为开发最高效率的下一代双介观碳-石墨基PSCs铺平了道路。扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线分析（EDX）和原子力显微镜（AFM）测试表明，完全氧化的溅射Al?O?层形成了覆盖底层介孔层的类多孔结构。通过精确调控厚度，在实现电绝缘的同时确保钙钛矿溶液的最佳渗透与完全结晶。光电压衰减、光照依赖及时间依赖的光致发光测试显示：最优化的40纳米Al?O?层不仅能防止欧姆漏电，还可有效降低mp-TiO?/CG界面的电荷复合，同时允许空穴高效扩散通过嵌入其类多孔结构中的钙钛矿晶体。最终在AM 1.5G全日照条件下，采用CH?NH?PbI?钙钛矿实现了1V的稳定开路电压，器件稳态效率达12.1%。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，氧化铝空间层，双介观结构，碳-石墨，无空穴传输层，溅射法，界面复合
更新于2025-09-19 17:13:59
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低温制备的高效无空穴传输层碳基平面钙钛矿太阳能电池及SnO2量子点电子传输层
摘要： 昂贵的空穴传输层(HTL)和背接触电极的使用，加上钙钛矿太阳能电池的稳定性问题，一直是该技术商业化的主要障碍。此外，高温长时间退火处理的电子传输层(ETLs，如TiO2)限制了其在大多数聚合物衬底上的柔性太阳能电池应用。本研究采用无HTL的碳电极，因其相比贵金属电极具有低成本生产和优异的空气稳定性优势。我们通过低温溶液法制备SnO2量子点(QDs)作为ETL，构建了平面钙钛矿太阳能电池。相比高温处理的ETLs，这种方案因出色的电子提取和空穴阻挡能力而具有显著优势。通过整合低成本稳定的碳电极，在玻璃/掺铟SnO2/QD-SnO2/钙钛矿/碳器件结构下，于环境条件1个太阳光照强度下实现了13.64%的优异能量转换效率。本研究通过集成QD SnO2 ETL和碳电极，为低成本全低温制备可印刷钙钛矿太阳能电池(PSCs)铺平了道路。
关键词： 低温工艺、平面钙钛矿太阳能电池、无空穴传输层、碳电极、二氧化锡量子点
更新于2025-09-19 17:13:59
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高性能带隙渐变无铅无空穴传输层钙钛矿太阳能电池的建模
摘要： 本研究通过太阳能电池电容模拟器（SCAPS）对一种新型无铅、无毒且无需空穴传输材料（HTM）的钙钛矿太阳能电池（PSC）结构（玻璃/FTO/ZnO/CH3NH3SnI3(1-x)Brx/背接触层）进行了建模与优化。通过调节溴掺杂含量，将CH3NH3SnI3(1-x)Brx吸光层的带隙调控在1.3 eV至2.15 eV范围内。作为对比，同时建模了优化后的铅基PSC。经参数优化后，该电池获得16.30%的功率转换效率（PCE）、1.02 V的开路电压（Voc）、22.23 mA/cm2的短路电流密度（Jsc）及0.72的填充因子（FF）。与现有文献报道相比，这些结果展现出显著提升，可为研发兼具经济性、环保性且效率进一步提升的钙钛矿太阳能电池提供指导。
关键词： 无铅钙钛矿太阳能电池，SCAPS，带隙梯度，无空穴传输层
更新于2025-09-11 14:15:04
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无载流子传输层平面钙钛矿电池的数值模拟
摘要： 平面钙钛矿太阳能电池（PSCs）研究中的挑战之一是设计出结构尽可能简单且器件性能高的电池结构，这有助于降低工艺复杂性、提高器件稳定性并减少制造成本。本工作针对两类构型——基于p型CH3NH3PbI3的无空穴传输层（HTL）平面PSCs，以及基于p型CH3NH3PbI3的无空穴传输层（HTL）和无电子传输层（ETL）平面PSCs，采用AFORS-HET软件进行建模与模拟，并详细分析了这些PSCs的性能。模型中考虑了影响PSCs性能的多个因素或参数，如界面缺陷层、钙钛矿层的陷阱密度、串联电阻和分流电阻。ZnO:Al/ZnO/CH3NH3PbI3和ZnO:Al/TiO2/CH3NH3PbI3构型的无HTL PSCs所获得的功率转换效率（PCE）分别为14.36%和16.92%。三种透明导电氧化物（TCO）材料，即ZnO:Al、FTO和ITO，直接与p型CH3NH3PbI3结合形成ZnO:Al/CH3NH3PbI3、FTO/CH3NH3PbI3和ITO/CH3NH3PbI3无载流子传输层PSCs，其PCE分别高达15.91%、15.48%和6.42%。该评估表明，一些具有TCO/钙钛矿异质结、极简器件结构的无HTL且无ETL、无载流子传输层的平面PSCs具有高性能。这可能是因为在TCO/CH3NH3PbI3异质结太阳能电池中，光生载流子可以通过内建电场有效分离，并从p-n异质结传输到电极。
关键词： 平面钙钛矿太阳能电池，无空穴传输层，功率转换效率，透明导电氧化物/电子传输层/CH3NH3PbI3，透明导电氧化物/CH3NH3PbI3，无电子传输层
更新于2025-09-10 09:29:36