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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • 采用光学和电荷瞬态分析研究钴掺杂氧化锌纳米结构中的缺陷异常

    摘要： 基于器件的结构、光学及电荷瞬态特性，研究了通过共沉淀技术在ZnO基质中钴掺杂所产生的电活性缺陷对载流子迁移率的限制作用。通过分析吸收系数和消光系数随波长的变化，揭示了缺陷态、局域态范围及结构无序性的存在。根据深能级瞬态谱分析中不同工作模式测得材料中存在非均匀的陷阱中心密度。这种纳米尺度结构的差异性将为提升智能电子、光电子、光子学及传感器件性能与可靠性提供重要途径。

    关键词： 吸收系数，氧化锌，缺陷密度，Q-DLTS，纳米结构，消光系数

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 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

  • 基于NiO作为空穴传输材料的CH3NH3SnI3倒置钙钛矿太阳能电池的模拟与优化

    摘要： 采用SCAPS软件对具有p-i-n倒置结构的平面钙钛矿太阳能电池(PSC)进行建模与模拟，以确定光照条件下的功率输出特性。该倒置结构为NiO/CH3NH3SnI3/PCBM，其中NiO为空穴传输层(HTL)，CH3NH3SnI3为钙钛矿吸光层，PCBM为电子传输层(ETL)。模拟研究聚焦于三层厚度、界面缺陷密度、态密度以及金属功函数对电池光电转换效率(PCE)的影响。当三层参数均取最优值时，实现了22.95%的效率。通过模拟还提出了一种替代性的无铅倒置钙钛矿太阳能电池方案。

    关键词： 电子传输材料、透明导电氧化物、倒置钙钛矿太阳能电池、空穴传输材料、器件模拟、缺陷密度

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 双元协同离子降低环境空气中制备的钙钛矿太阳能电池缺陷密度

    摘要： 目前，大量研究工作正集中于通过降低缺陷陷阱来提升钙钛矿太阳能电池（PSC）的性能与稳定性。本研究将NH4+和SCN-二元离子作为添加剂引入钙钛矿前驱体以控制晶体生长。我们在完全开放空气条件下制备的器件最佳性能从15.67%提升至18.75%，增幅达20%。稳定性测试表明，在30%湿度的环境空气中，含添加剂的器件在400小时内保持了约90%的初始效率。我们首次研究了混合NH4+和SCN-离子多重作用背后的缺陷特性基础与载流子复合动力学机制。相比单一活性物质添加剂，混合离子器件不仅能在钙钛矿体相材料中实现高效双面陷阱钝化，还能显著降低界面缺陷密度，从而促进电子传输。本工作通过混合二元离子添加剂展示了一种简易的开放空气处理方法，有望推动钙钛矿太阳能电池的商业化前景。

    关键词： 环境空气工艺、性能与稳定性、缺陷密度、双协同离子、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 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

  • 高效稳定的倒置钙钛矿太阳能电池：引入仲胺

    摘要： 大带隙钙钛矿在钙钛矿-硅叠层电池的前电池中应用时，为提高光伏能量捕获效率提供了新途径。采用钙钛矿作为前电池需使用倒置（p-i-n）结构——该结构能高效捕获高能光子且与无离子掺杂的传输层兼容。本研究报道了21.6%的光电转换效率，创下倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）最高纪录。只有通过向钙钛矿结构引入仲胺形成MA1?xDMAxPbI3（MA为甲胺，DMA为二甲胺），才能抑制缺陷密度和载流子复合从而实现创纪录性能。研究还发现，可控引入DMA可增强薄膜疏水性及环境工作条件下的稳定性：封装器件在最大功率点运行800小时后仍保持80%以上效率，比现有最佳倒置PSCs报道值长30倍。未封装器件在环境空气中展现出PSCs领域创纪录的工作稳定性。

    关键词： 缺陷密度，钙钛矿太阳能电池，倒置结构，仲胺，稳定性

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 水分在高效平面钙钛矿太阳能电池制备中的作用

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSC）在过去几年中已实现25.2%的认证效率。在诸多有效方法中，湿度辅助退火工艺是制备高效PSC最有效的方法之一。然而，水分在高性能PSC制备中的作用仍存在激烈争议。本文基于多种表征手段，系统研究了水分在制备具有更优质钙钛矿薄膜的高效甲脒（FA）基PSC中的关键作用。结果表明，与手套箱中制备的对照薄膜相比，50%相对湿度（RH）条件下产生的钙钛矿薄膜质量更高，晶粒尺寸更大且分布更均匀。通过光致发光（PL）、时间分辨光致发光（TRPL）、空间电荷限制电流（SCLC）和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）分别证实，在50%RH下退火的钙钛矿薄膜具有更长的寿命、更低的缺陷密度和更高的光捕获能力。这些结果表明，受控湿度环境更有利于获得优质钙钛矿薄膜，且未来工业化大规模生产中在受控湿度条件下制备高效PSC具有可行性。

    关键词： 缺陷密度、两步沉积法、平面钙钛矿太阳能电池、水分、空间电荷限制电流

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 缺陷密度依赖的激发态钌(II)三二亚胺配合物向缺陷调控氧化物半导体的电子注入

    摘要： 由吸光染料和宽禁带氧化物半导体基底组成的染料敏化太阳能电池及光催化剂作为太阳能转化手段已被广泛研究。虽然氧化物表面缺陷对激发态染料分子向氧化物的电子注入效率有显著影响，但在任何染料敏化体系中，缺陷对电子注入过程的影响尚未完全阐明。本研究通过吸附在不同缺陷密度氧化物基底（HCa2Nb3O10纳米片和非化学计量比SrTiO3）上的发光Ru(II)配合物，系统评估了电子向缺陷的注入情况。利用这些氧化物，通过时间分辨发射光谱观测到吸附态Ru(II)配合物的电子注入过程。研究表明：激发态Ru(II)配合物向氧化物的电子注入既受氧化物缺陷密度影响，也与Ru(II)配合物的激发态氧化电位(Eox*)相关。随着氧化物缺陷密度增加，电子注入明显加速；而由于陷阱填充效应，氧化物电子密度增加会抑制电子注入。即使Ru(II)配合物的Eox*比氧化物导带边电位更正，采用缺陷氧化物时仍可检测到向缺陷的电子注入?；谌毕菝芏取⒀趸锬芗都癛u(II)配合物Eox*值，我们详细讨论了电子注入过程。总体结果表明：通过改变发光复合染料的Eox*，可以评估氧化物表面缺陷态的电位。

    关键词： 染料敏化太阳能电池、缺陷密度、电子注入、钌(II)配合物、时间分辨发射光谱、光催化剂

    更新于2025-09-11 14:15:04