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由高度取向的二维晶体构成的锡卤化物钙钛矿薄膜，能够实现更高效且稳定的无铅钙钛矿太阳能电池。
摘要： 低毒性和理想的带隙使二维Ruddlesden-Popper锡基卤化物钙钛矿成为极具前景的光伏材料。然而，晶体取向无序和Sn2?氧化为Sn??的问题仍需解决。本研究证明，在苯乙基氯化铵辅助下退火FASnI?可形成更多垂直取向的有序二维锡基钙钛矿晶体。我们通过原位同步辐射掠入射X射线衍射(GIXRD)证实更高的晶体取向与更优器件性能相关，测得最大光电转换效率超过9%。此外，苯乙基氯化铵在晶体表面形成阻挡层?；の馐苎趸８醚芯课⒏咝榷ǖ奈耷Ω祁芽筇裟艿绯仄唐搅说缆?。
关键词： 苯乙基氯化铵、光伏材料、晶体取向、无铅钙钛矿太阳能电池、Sn2?氧化、二维Ruddlesden-Popper锡基卤化物钙钛矿、功率转换效率
更新于2025-09-23 15:21:01
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难熔等离子体技术助力实现20%效率的无铅钙钛矿太阳能电池
摘要： 核壳型耐高温等离激元纳米颗粒被用作优异的纳米天线，以提高无铅钙钛矿太阳能电池（PSCs）的效率。由于二氧化硅具有高折射率和低消光系数，被用作壳层包覆材料以实现阳光定向性的控制。采用COMSOL Multiphysics中的三维有限元法（FEM）建立了光电模型，用于计算普通PSCs和ZrN/SiO2修饰PSCs的光学及电学参数。为进行公平比较，同时也对ZrN修饰的PSCs进行了模拟。ZrN纳米颗粒的修饰使PSC的功率转换效率（PCE）从12.9%提升至17%，而使用ZrN/SiO2核壳纳米颗粒则实现了PCE前所未有的提升，达到20%。文中详细讨论了PCE提升的原因。
关键词： 无铅钙钛矿太阳能电池、难熔等离子体激元学、ZrN/SiO2核壳纳米粒子、功率转换效率、光电建模
更新于2025-09-23 15:19:57
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高效纳米棒阵列钙钛矿太阳能电池：自然环境中高锶取代的理想结构
摘要： 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其优异的功率转换效率（PCE）成为研究热点，但钙钛矿薄膜中含有的有毒铅（Pb）严重限制了其商业化应用。本研究以二氧化钛纳米棒阵列（TNRAs）作为电子传输层（ETL），采用简单的两步旋涂法，在空气环境（相对湿度RH=50%）中选择氯化锶（SrCl2）制备无铅PSCs。通过多种表征方法系统研究了引入锶（Sr）对钙钛矿薄膜及电池性能的影响。随着Sr替代量从0增加到15 mol%，形成的具有致密结构和较大晶粒尺寸的钙钛矿薄膜基本保持不变，而残留PbI2减少，这有利于提升电池性能。当Sr替代量为5 mol%时，由于增强了钙钛矿薄膜向TNRAs的电荷提取并抑制了电池内的电荷复合，获得了最优的16.08%光电转换效率（平均PCE=15.37%）。Sr替代PSCs的湿度和热稳定性均得到改善。更重要的是，15 mol% Sr替代的PSCs在空气环境（RH=50%）中仍保持15.09%的效率，达到原始（0 mol% Sr）PSC（15.27%）效率的99%，表明TNRAs结构适用于合成高Sr替代量的无铅PSCs。
关键词： 无铅钙钛矿太阳能电池、二氧化钛纳米棒阵列、缺陷密度、锶取代、复合
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