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oe1(光电查) - 科学论文

13 条数据
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  • 二氧化硅纳米粒子调控卤化铅钙钛矿结晶及基于碳电极的低温平面钙钛矿太阳能电池效率提升

    摘要： 采用二氧化硅纳米颗粒调控顺序沉积法制备的卤化铅钙钛矿薄膜结晶过程，该工艺应用于低温加工、碳电极基底、无空穴传输层的平面钙钛矿太阳能电池。研究发现，在碘化铅溶液中添加少量二氧化硅前驱体（体积比1%）后，开路电压、短路电流和填充因子等性能参数均得到提升，使光电转换效率（反向扫描）从11.44(±1.83)%（优化值12.42%）提高至14.01(±2.14)%（优化值15.28%，AM 1.5G，100 mW/cm2）。瞬态光电流衰减曲线测试表明，掺入二氧化硅纳米颗粒后电荷提取速度加快；而瞬态光电压衰减与暗电流曲线测试均显示复合过程被抑制。这种改进源于钙钛矿薄膜结晶度的提升。X射线衍射和扫描电子显微镜研究表明，引入非晶态二氧化硅纳米颗粒后，碘化铅薄膜中形成了更小的晶粒，而最终钙钛矿薄膜获得了更大的晶粒。本研究表明，非晶态二氧化硅纳米颗?？傻骺馗祁芽蟊∧さ拇只蹋竦酶咧柿扛祁芽蟊∧ぬ峁┝擞行Х椒?。

    关键词： 二氧化硅（61.46.Hk），结晶（81.10.-h），低温（84.60.Jt），钙钛矿太阳能电池（88.40.H-），碘化铅（61.82.Rx），碳电极（88.40.HJ）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 低温老化工艺实现22%效率的无溴无钝化层平面钙钛矿太阳能电池

    摘要： 先前关于甲脒/甲胺（FAMA）混合卤化物钙钛矿太阳能电池的报道主要聚焦于控制钙钛矿薄膜形貌及其界面——例如通过引入溴元素和表面钝化处理。本文提出一种通过调控中间相生长高质量无溴FAMAPbI3卤化物钙钛矿的新工艺路径：通过对新鲜沉积的钙钛矿薄膜进行低温陈化生长（LTAG），可在中间相中形成α相钙钛矿晶种，同时抑制β相钙钛矿成核。经退火处理后，可获得晶粒尺寸大且表面PbI2残留显著减少的钙钛矿，从而无需额外表面钝化步骤。原始LTAG处理的太阳能电池在不刻意使用溴元素或附加钝化层的情况下，可实现超过22%的光电转换效率。更重要的是，采用该LTAG工艺时，纯α相FAMAPbI3的生长具有高度可重复性。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，无溴，钝化层，碘化铅，老化生长

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 研究MAI和PbI$$_{\mathrm {2}}$$2浓度对钙钛矿太阳能电池性能的影响

    摘要： 研究了钙钛矿层质量对致密TiO?/介孔TiO?/CH?NH?PbI?/碳太阳能电池性能的影响。通过改变PbI?和CH?NH?I的浓度（固定反应温度和浸泡时间）制备了不同钙钛矿层，其中PbI?和碘甲胺（MAI）的浓度范围分别为1-1.4 M和6-10 mg ml?1。制备的钙钛矿层先涂覆五层碳电极，随后选取性能最优的样品再涂覆螺-OMeTAD（空穴传输材料）和金蒸镀层作为阴极（六层结构）。采用场发射扫描电镜、X射线衍射分析、紫外-可见光谱和光致发光光谱对薄膜进行完整表征。光伏特性在AM 1.5条件下测试，五层电池的输出电流为228-476 μA（其中1.2 M PbI?与8 mg ml?1 MAI组合获得最高值），最终六层电池实现了9.1%的最大光电转换效率。

    关键词： 太阳能电池，MAI，钙钛矿层，碘化铅，优化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 配体调控的过量PbI?纳米片用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池

    摘要： 过量的碘化铅（PbI2）作为钙钛矿薄膜中的缺陷钝化材料，有助于延长载流子寿命并减少卤素空位，从而提升钙钛矿太阳能电池的效率。然而，过量PbI2的随机分布也会加速钙钛矿层的降解。受纳米晶体合成启发，本研究开发了一种通用配体调控技术来调节钙钛矿薄膜中过量PbI2的形貌与分布。通过添加特定配体，成功制备出晶界间垂直分布PbI2纳米片的钙钛矿薄膜，该结构降低了钙钛矿层的非辐射复合与陷阱密度。因此，相较于对照器件，调控后器件的功率转换效率从20%提升至22%。此外，得益于过量PbI2的垂直分布及表面配体的疏水性，调控器件展现出更优异的稳定性——在最大功率点跟踪测试中经360小时恒定光照后仍保持初始效率的72%。

    关键词： 碘化铅，钙钛矿太阳能电池，配体调控

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 可见光增强型银掺杂PbI2纳米结构/Si异质结光电探测器：掺杂浓度对光电探测器参数的影响

    摘要： 本文研究了掺杂浓度对脉冲激光沉积(PLD)法制备的PbI2纳米结构薄膜及p-PbI2:Ag/n-Si光电探测器性能的影响。实验采用1%、3%和5%的银掺杂浓度制备PbI2薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明，所有沉积的PbI2薄膜均为多晶结构，沿(001)晶面呈现良好结晶的六方结构。结构分析显示，随着掺杂浓度增加，薄膜晶粒尺寸减小。能量色散X射线光谱(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)及元素分布分析证实薄膜中存在Pb、I和Ag元素且接近化学计量比。PbI2薄膜的拉曼光谱显示，在73、94.3、108、165.7和208.9 cm?1处分别对应E2振动模式的拉曼峰，其中5 wt%掺杂薄膜在185 cm?1处出现对应2E1的拉曼峰。银掺杂后薄膜光学带隙从2.8 eV降至2.3 eV?；舳饬恐な党粱腜bI2薄膜为p型，其电阻率随掺杂浓度从1%增至5%而从1.1×104 Ω cm升高至1.8×107 Ω cm。

    关键词： PLD（脉冲激光沉积）、拉曼光谱、2H多型体、碘化铅（PbI2）、光电探测器、掺银碘化铅（Ag:PbI2）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 高效混合阳离子混合卤化物钙钛矿太阳能电池的体相再结晶技术

    摘要： 如今，采用略微过量碘化铅（PbI2）的混合阳离子铅混合卤化物钙钛矿在文献中展现出最高的器件性能。然而，薄膜中过量PbI2的存在引发了长期稳定性问题。本研究提出一种简便的体相重结晶工艺：通过在钙钛矿上施加甲脒氯化物（FACl）来去除已形成晶体中的过量PbI2。我们通过掠入射X射线衍射（Grazing incidence XRD）分析深度剖析下的晶体结构，证实并观察到体相重结晶现象。重构后的晶体展现出更优的光电特性——界面复合减少且器件稳定性增强。在AM 1.5G光谱条件下测试时，优化后的冠军器件实现了20.2%的最高光电转换效率（PCE）。

    关键词： 体积再结晶、光电特性、氟化铝钙、钙钛矿太阳能电池、碘化铅、器件稳定性

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 原位钝化PbI2钙钛矿薄膜提升钙钛矿太阳能电池性能的机理

    摘要： 钙钛矿太阳能电池因其对缺陷的耐受性、低成本和简便的加工工艺而引发了巨大的研究兴趣。在钙钛矿太阳能电池器件中，PbI?被用于钝化钙钛矿薄膜表面和晶界处的缺陷，但基于陷阱密度、载流子寿命和费米能级等因素的PbI?原位钝化增强效率的系统机制尚未得到充分探索。本研究系统地分析了精确PbI?比例的作用，并基于陷阱密度、载流子寿命和费米能级等参数研究了PbI?原位钝化机制。通过能量色散光谱发现，I:Pb的适当比例约为2.57:1。采用飞秒瞬态吸收光谱测试表明，经过适度过量的PbI?原位钝化后，陷阱密度从6.12×101? cm?3降至3.38×101? cm?3，载流子寿命从168.35 ps延长至368.77 ps。结果表明，适度过量的PbI?原位钝化可降低陷阱密度并抑制非辐射复合。当I:Pb比例为2.57:1时，太阳能电池效率相比2.69:1实现了近11.3%的提升，达到19.55%，证明PbI?原位钝化能有效提高效率。

    关键词： 二氧化锡、能量色散X射线光谱面扫描、瞬态吸收光谱、钙钛矿太阳能电池、碘化铅、钝化机制

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 脉冲激光沉积法制备PbI2纳米结构薄膜的生长条件优化：迈向高光电灵敏度的PbI2/CNTs/Si光电探测器

    摘要： 采用激光沉积技术在45℃衬底温度下成功制备了纳米结构PbI2薄膜。本研究通过寻找最佳激光能量密度，尝试改善并控制PbI2薄膜及p-PbI2/MWCNTs/p-Si光电探测器的晶体生长。X射线衍射(XRD)结果表明：所制备的PbI2薄膜为沿(001)晶向生长的多晶六方结构，且随激光能量密度增加薄膜结晶度下降。扫描电子显微镜(SEM)显示颗粒尺寸随激光能量密度增大而减小，其中3.9 J/cm2能量密度下沉积的薄膜致密且晶粒均匀分布。能谱分析(EDX)证实薄膜化学计量比受激光能量密度影响，3.9 J/cm2沉积的薄膜为化学计量比PbI2。光电灵敏度测试表明：未经退火处理的3.9 J/cm2制备的p-PbI2/MWCNTs/p-Si光电探测器在610 nm波长处获得高达0.4 A/W的响应度。

    关键词： 光电探测器、纳米结构薄膜、碘化铅、脉冲激光沉积、激光能量密度

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 研究射频溅射NiO?衬底上CH?NH?PbI?薄膜的生长及其对倒置平面钙钛矿太阳能电池的影响：CH?NH??卤化物添加剂与CH?NH??卤化物蒸汽退火的对比

    摘要： 研究射频溅射氧化镍（sp-NiOx）基钙钛矿太阳能电池（PSCs）低效率问题的关键在于，目前对钙钛矿生长与sp-NiOx之间关联如何影响光电特性和光伏器件性能的认识有限。本文展示了在sp-NiOx上生长的甲基铵（MA）铅碘化物（MAPbI3）薄膜（采用化学计量比前驱体）会出现残余PbI2晶粒，这与溶液法制备NiOx上的钙钛矿生长情况形成对比。通过以下两种方式可抑制残余PbI2含量：1）添加过量MACl/MAI添加剂；2）在MACl/MAI蒸汽氛围中退火钙钛矿薄膜。结构与形貌分析表明，所有处理方式均显著减少残余PbI2并增大晶粒尺寸，但光物理测量显示仅MACl/MAI蒸汽退火能消除体相及界面缺陷位点。因此，只有蒸汽退火处理的器件表现出性能提升。这些结果阐明了维持钙钛矿化学计量比及其在sp-NiOx上结晶的关键作用——通过消除受sp-NiOx影响的关联缺陷来提升性能，这对进一步提高PSCs效率具有重要启示。

    关键词： 蒸汽退火、碘化铅、太阳能电池、氧化镍、钙钛矿

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 碘化铅纳米片的非线性显微镜技术

    摘要： 碘化铅（PbI2）是一种具有独特光学和电学特性的层状材料，其体相呈现直接带隙结构，晶体由紧密堆积的铅原子夹在两层碘原子之间构成层状结构。与广泛研究的过渡金属二硫化物（TMDCs）相比，二维PbI2作为新型卤化物半导体具有相对较大的可见光带隙（Eg ～ 2.4 eV），这赋予其独特的光学特性。尽管经过数十年研究并用作钙钛矿材料前驱体，近期开发的PbI2纳米片在高性能光电器件（如柔性光电探测器和纳米激光器）领域展现出巨大潜力。这类二维纳米片在低维非线性光学器件方面也极具应用前景，但其非线性特性尚未被探索，而PbI2纳米片的新应用需要对其晶体结构、厚度及非线性特性进行精确表征。本研究通过溶液生长纳米片的二次谐波（SHG）和三次谐波（THG）偏振与厚度依赖特性，实现了PbI2纳米片的非线性显微成像。该测量技术能以无损光学方法精确测定其厚度和晶体取向。

    关键词： 三次谐波产生、非线性显微镜、碘化铅、二次谐波产生、纳米片

    更新于2025-09-11 14:15:04