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oe1(光电查) - 科学论文

106 条数据
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  • 基于Bi2Te3薄片的双重工程策略实现高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其高功率转换效率（PCE）以及低成本、易制造的工艺，目前成为领先的薄膜光伏技术。研究表明，在器件层状结构中引入二维（2D）材料可同时提升PSCs的PCE和稳定性。本研究通过在倒置PSCs中采用超薄Bi2Te3薄片实施双重工程策略：(1) 掺杂电子传输层（ETL）；(2) 在ETL上方形成?；ば灾屑洳?。全面的稳态和时间分辨传输分析表明，第一种工程策略通过优化钙钛矿、ETL与阴极之间的能级排列，提升了电子提取速率，使整体PCE提高8%（对比参比电池）。此外，第二种工程策略中的Bi2Te3中间层进一步促进电子传输，同时保护底层结构免受化学不稳定性影响，从而增强器件性能与稳定性。结合两种策略后，优化后的PSCs实现了高达19.46%的PCE（较参比电池提升17%），并在连续1倍太阳光照下经过1100小时老化阶段后，仍保持初始PCE的80%以上。这些性能指标是目前倒置PSCs文献报道中的最高水平之一。

    关键词： 电子传输层，钙钛矿太阳能电池，Bi2Te3薄片，稳定性，功率转换效率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 掺铝、镓、镁或锂的氧化锌纳米粒子作为量子点发光二极管的电子传输层

    摘要： 胶体量子点和其他半导体纳米晶体是下一代照明与显示设备的关键组件。凭借其易于调控的窄发射带和近100%的荧光量子产率，它们能以低成本制造出高亮度、纯色且广色域的发光二极管（LED）和显示器。当氧化锌纳米颗粒（NPs）首次被引入作为电子传输层（ETL）材料时，量子点LED（QLED）技术取得了关键性突破——由于ZnO中电子的高迁移率及其能带的良好匹配，器件亮度和电流效率得到大幅提升。此后十年间，通过ZnO NP掺杂策略成功制备出亮度约20万cd/m2、电流效率超60 cd/A的QLED。然而现有ZnO掺杂方法需精细调节导带底能级，因此选择能确保最佳器件特性的合适掺杂剂往往存在不确定性。本研究通过系统比较由铝/镓/镁/锂掺杂ZnO NPs构成ETL的QLED，发现尽管镁掺杂ZnO NPs是目前主流QLED设计采用的ETL材料，但实验表明铝掺杂版本在亮度、电流效率和启亮电压等性能指标上更优。这些发现证实铝掺杂ZnO NPs应作为未来QLED的最佳ETL材料。

    关键词： 电子传输层、掺杂、氧化锌纳米颗粒、发光二极管、量子点

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 解析介孔TiO2骨架在CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池中的作用；介孔TiO2结构在CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池中的作用；

    摘要： 平面与介孔结构在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中均占主流。然而，结构如何影响PSCs性能仍是悬而未决的问题。文献中不一致的研究结果常引发困惑，尤其是介孔框架的具体作用尚未阐明，亟需进一步澄清。本研究通过系统比较两种结构的钙钛矿薄膜特性及器件性能，揭示了CH3NH3PbI3 PSCs中介孔TiO2框架的作用。结构、微观形貌、光学及电学特性的详细表征表明：介孔TiO2框架能增大钙钛矿晶粒尺寸、增强光吸收、促进电子提取并抑制电荷复合。因此，相比平面器件，介孔器件实现了18.18%的更高光电转换效率，并降低了迟滞效应。本研究阐明了介孔TiO2框架的优势，为高性能器件的结构设计与优化提供了指导。

    关键词： 器件架构、电子传输层、电子提取、CH3NH3PbI3、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 籽晶层对金红石相TiO?纳米棒生长的影响

    摘要： 为实现高质量二氧化钛（TiO?）纳米棒，本文采用两步法在透明导电氟掺杂氧化锡（FTO）玻璃基底上通过种子层制备金红石相TiO?纳米棒。首先通过旋涂和退火预涂覆TiO?薄膜，随后采用水热法生长TiO?纳米棒。研究了纳米棒的晶体纳米结构与性能。XRD结果表明种子层为四方相锐钛矿TiO?结构，而纳米棒为四方相金红石TiO?结构。由于水热反应在中等酸性条件下进行，纳米棒结构被诱导形成金红石相。纳米棒在种子层上的主要特征取向为(002)晶面，次要为(101)晶面。场发射扫描电镜（FE-SEM）结果显示种子层促进了TiO?纳米棒垂直取向排列的形成，这有助于提升电子传输速率，在高性能钙钛矿太阳能电池的电子传输层中可能发挥重要作用。

    关键词： 种子层、水热法、金红石型二氧化钛纳米棒、钙钛矿太阳能电池、电子传输层

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用氧化锌纳米棒阵列作为电子传输层的高性能CsPbBr?量子点光电探测器

    摘要： 钙钛矿光电探测器中的电子传输层（ETL）对实现高效电子提取起着关键作用。本研究报道了一种基于水热法制备的ZnO纳米棒（NRs）作为ETL、热注入法制备的CsPbBr3量子点（QD）作为光吸收体的钙钛矿光电探测器。通过表征分析了材料的晶体结构、形貌特征、光致发光（PL）性能以及器件中高效电子提取的物理机制。光致发光和瞬态光致发光测试证实该结构有效抑制了复合过程并增强了向氧化铟锡阳极的电子传输。与基于ZnO薄膜/CsPbBr3量子点的探测器相比，ZnO纳米棒/CsPbBr3量子点探测器在响应参数上展现出显著提升：上升时间为12毫秒，衰减时间为38毫秒，开关比达到3000。这些结果表明所制备的ZnO纳米棒/CsPbBr3量子点异质结在光电探测器领域具有广阔的应用前景。

    关键词： 电子传输层、光致发光、氧化锌纳米棒、钙钛矿光电探测器、溴化铯铅量子点

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种简单方法制备互联、分级结构多孔Zn2SnO4纳米球作为电子传输层用于高效钙钛矿太阳能电池

    摘要： 构建具有更高载流子迁移率和合适带隙的电子传输层（ETL）至关重要，因其会显著影响钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光伏性能。Zn?SnO?（ZTO）具有10–30 cm2 V?1 s?1的高电子迁移率，比钙钛矿太阳能电池中广泛使用的TiO? ETL高出一个数量级，使其成为TiO? ETL的绝佳替代材料。本文报道了一种简单而稳健的聚合物模板法，制备出互联、分级结构的多孔ZTO纳米球，作为高效有机铅卤化物PSCs的ETL。这种由4.5纳米ZTO纳米颗粒组装在具有80-100纳米空腔的多孔纳米球表面构成的多孔ZTO纳米球ETL，显著提升了光吸收能力，增强了电子提取效率，促进了电荷传输，并抑制了器件中的载流子复合，最终使电池功率转换效率（PCE）达到17.14%，远超基于无孔ZTO纳米颗粒的器件（14.02%）。因此，这种制备兼具高载流子迁移率的分级结构多孔半导体的策略，为开发高性能光电器件中稳健的ETL乃至空穴传输层（HTL）开辟了新途径。

    关键词： Zn2SnO4，钙钛矿太阳能电池，高电子迁移率，分级纳米结构，电子传输层

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 钙钛矿太阳能电池中的电荷传输层工程

    摘要： 光伏技术（PV）能直接将太阳能转化为电能，被视为最具前景的可再生清洁能源利用技术之一。当前，开发低成本、高效率的光伏技术是学界与产业界共同关注的热点。在此背景下，以金属卤化物钙钛矿[ABX3，A=CH3NH3+（MA+）、CH(NH2)2+（FA+）、Cs+；B=Pb2+、Sn2+；X=Cl?、Br?、I?]作为光吸收材料的钙钛矿太阳能电池（PSCs），因其制备工艺简便且具有高光电转换效率（PCE）[1,2]而备受瞩目。迄今认证的PCE已提升至25.2%（https://www.nrel.gov/pv/module-efficiency.html），使PSC成为新一代光伏技术的有力候选者。未来如何消除器件中非必要的载流子复合、进一步推动PCE逼近肖克利-奎伊瑟理论效率极限（约35%）并增强器件稳定性，将成为下一阶段研究的重大挑战与核心课题。

    关键词： 电子传输层、空穴传输层、电荷传输层、钙钛矿太阳能电池、功率转换效率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • TiO?-ZnO二元混合纳米粒子薄膜作为低温制备钙钛矿太阳能电池中的电子传输层

    摘要： 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其低加工成本、快速提升的功率转换效率及简便的制备工艺，已成为光伏技术领域极具前景的候选方案之一。电子传输层（ETL）在钙钛矿器件的激子分离与电荷传输中起着关键作用。本研究提出一种可通过低温水热法制备的TiO?-ZnO二元混合纳米颗粒（NP）电子传输层。通过XRD和SEM分析表明，相较于纯ZnO纳米颗粒薄膜，混合纳米颗粒薄膜的引入提升了ZnO/钙钛矿界面的稳定性，并有效防止了钙钛矿层的分解。此外，紫外光谱与电化学阻抗谱结果显示，TiO?-ZnO混合纳米颗粒ETL保持了纯ZnO纳米颗粒的基本优良电学特性，同时具备高透光率。最终基于该混合纳米颗粒ETL的钙钛矿器件效率提升至15%。本研究为ZnO在钙钛矿太阳能电池中的应用提供了简便可行的方案。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、电子传输层、氧化锌、二氧化钛、低温

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用宽带隙NaTaO?作为电子传输层的高效紫外稳定钙钛矿太阳能电池

    摘要： 有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）仍存在由水分、紫外线（UV）和热量等可能引发的侵蚀导致的稳定性问题。电子传输层（ETL，即TiO?）是当前先进PSCs的关键组件。然而，UV辐射引起的TiO?中O2?脱附会加速PSCs的降解。本文首次探索了钙钛矿氧化物NaTaO?作为PSCs中ETL的替代材料。作为ETL的NaTaO?能有效避免UV辐照损伤，抑制钙钛矿层降解并提升器件整体稳定性。采用NaTaO?制备的PSCs实现了21.07%的功率转换效率（PCE），在空气中经240分钟UV辐照后仍保持初始效率的80%以上；而对比器件（PCE为20.16%）在相同测试条件下仅能维持约53%的初始效率。这种稳定的钙钛矿氧化物材料NaTaO?为高效稳定PSCs提供了电子选择性接触的多样化选择。

    关键词： 电子传输层，稳定性，紫外线稳定，铌酸钽，钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 电子传输层对平面钙钛矿太阳能电池中电荷动力学及陷阱态特性的影响

    摘要： 尽管钙钛矿太阳能电池具有卓越的光伏性能，但电子传输层与光电转换机制之间的关联仍未完全阐明。本文系统研究了TiO?和SnO?基平面钙钛矿器件中光伏性能与载流子动力学的关联，发现不同电子传输层会导致正向扫描结果和电荷动力学的显著差异?；诘绾啥ρХ治?，揭示了电子传输层对载流子输运和复合过程的影响。更重要的是，通过表征陷阱态密度，证实其与钙钛矿太阳能电池中的载流子动力学及特定迟滞行为存在关联。本研究为理解电子传输层的工作机制及其对迟滞效应的影响提供了新见解。

    关键词： 电子传输层、迟滞效应、电荷动力学、钙钛矿太阳能电池、陷阱态特性

    更新于2025-09-23 15:19:57