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无贵金属MoS2纳米片耦合MAPbI3光催化剂实现高效稳定的可见光驱动产氢
摘要: 我们报道了二硫化钼纳米片(MoS2 NSs)作为助催化剂与MAPbI3原位耦合,形成了一种高效的可见光驱动析氢复合光催化剂。其中性能最优的MAPbI3/MoS2 NSs在MAPbI3饱和HI溶液中展现出极高的产氢速率(206.1 μmol h-1),分别是原始MAPbI3(1.7 μmol h-1)的121倍和MAPbI3/Pt/C(68.5 μmol h-1)的3倍以上,且该复合材料在156小时反应中表现出优异的产氢稳定性。
关键词: 光催化剂、二硫化钼纳米片、可见光驱动、MAPbI3、析氢反应
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过葡萄糖修饰实现倒置平面钙钛矿太阳能电池性能的大幅提升
摘要: 高质量钙钛矿薄膜对反式钙钛矿太阳能电池的性能起决定性作用。本研究首次引入葡萄糖制备出高品质MAPbI3钙钛矿薄膜,在反式平面结构中使光电转换效率从17.53%提升至20.15%。所有器件参数均表现出优异的重复性。更令人鼓舞的是,基于迟滞指数(对照器件:0.083,葡萄糖修饰器件:0.035),电流-电压迟滞现象显著抑制。研究发现葡萄糖有助于增大钙钛矿晶粒尺寸并减少晶界。缺陷密度的降低及相应的电荷复合抑制提升了短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)。同时,葡萄糖修饰器件在热、光和湿条件下的稳定性显著改善。这些发现表明葡萄糖对钙钛矿太阳能电池性能优化和稳定性提升具有显著效果,该方法在其他光电器件应用中也具有潜在价值。
关键词: MAPbI3,大晶粒尺寸,钙钛矿太阳能电池,性能,葡萄糖
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过引入1,1,1-三甲基肼阳离子提升MA基钙钛矿太阳能电池的光伏性能与本征稳定性
摘要: 限制基于甲脒(MA)的钙钛矿材料广泛研究与推广的最关键原因在于,其相比甲铵(FA)基钙钛矿存在固有不稳定性。因此,有必要开发一种简单有效的方法来提升其本征稳定性。本研究首次将1,1,1-三甲基肼阳离子(TMH+)引入MAPbI3体系,制备出高性能混合阳离子钙钛矿太阳能电池(PSCs),通过改善薄膜结晶与形貌使光电转换效率(PCE)提升至19.86%。一方面,TMH+稍大的离子尺寸与MAPbI3的低容忍因子形成互补,从而增强结构稳定性;另一方面,TMH+中的甲基基团有助于提升甲脒基钙钛矿的疏水性。更重要的是,肼基团能有效抑制钙钛矿中Pb0的产生——这是降解过程的初始阶段。最终使PSCs的本征稳定性显著提高:在45±5%相对湿度下老化1800小时和85°C高温下老化200小时后,未封装器件分别保持初始PCE的77%和79%。该工作为通过选择具有特殊结构和化学基团的适配阳离子,在降解源头增强甲脒基钙钛矿耐湿性及本征稳定性提供了新设计思路。
关键词: 1,1,1-三甲基肼鎓阳离子、本征稳定性、钙钛矿太阳能电池、光伏特性、MAPbI3
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于纹理化表面的MAPbI$_3$基钙钛矿太阳能电池优化
摘要: 本文计算了具有纹理表面的钙钛矿太阳能电池(PSC)的优化条件。为精确模拟有机材料及有机/无机界面的载流子传输,将类高斯态密度函数引入泊松方程与漂移-扩散求解器以表征有机材料中的尾态。通过对比已发表实验结果的平面结构校准模拟模型。结果表明:纹理结构能提升开路电压(Voc)和填充因子,有效克服因扩散长度短导致的PSC主要问题。最终将效率从平面结构的17.8%提升至纹理结构的20.8%,若选用合适功函数的金属电极,效率可进一步增至22.9%。
关键词: 钙钛矿太阳能电池(PSC)、有机材料、MAPbI3、泊松方程、漂移-扩散方程、二维时域有限差分法(FD-TD)、尾态模型
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用聚对氯代二甲苯封装提升MAPbI3钙钛矿太阳能电池的稳定性
摘要: 我们展示了一种针对MAPbI3太阳能电池的高效聚对二甲苯-C(派瑞林-C)封装方法。通过结构和光学分析,证实派瑞林-C能有效减缓MAPbI3的分解反应。在不同封装材料的水渗透测试中发现,由于派瑞林-C的疏水特性,派瑞林-C包覆的MAPbI3钙钛矿成功阻断了与水的反应。因此,派瑞林-C包覆的MAPbI3太阳能电池比未包覆电池表现出更优异的器件稳定性,在196小时内几乎保持了初始光电转换效率值(15.5±0.3%)。
关键词: 钙钛矿太阳能电池、MAPbI3、稳定性、聚对二甲苯-C、封装
更新于2025-09-12 10:27:22
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完美的太阳能电池
摘要: 短短几年间,甲基碘化铅(MAPbI3)以及后续更先进的有机金属卤化物钙钛矿实现了向最高光电转换效率的前所未有的跃升。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一个六人科学家团队发现了MAPbI3薄膜中存在铁电畴的证据。该团队的研究获得了亥姆霍兹协会和亥姆霍兹基金会的埃尔温·薛定谔奖。
关键词: 钙钛矿太阳能电池、铁电畴、MAPbI3、光伏、能量转换
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于高效无空穴传输层CH3NH3PbI3光伏器件的异常分散AgI量子点
摘要: 利用量子点(QDs)独特的光电特性来提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能的研究正受到广泛关注。现有方法大多需预先制备量子点再掺入钙钛矿基质,难以保证其特性稳定。本研究创新性地开发了原位制备策略:通过常规旋涂工艺,在ITO基底上直接构建MAPbI3:AgI(QDs)交叉混合层,使AgI量子点均匀分散于钙钛矿基质中。我们结合透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼技术,证实了最终器件中MAPbI3:AgI(QDs)的交叉混合结构?;诖松杓频募蛞椎怪闷骷蘒TO/MAPbI3:AgI(QDs)/PCBM/Ag(无需空穴传输层),展现出显著提升的短路电流密度(Jsc),冠军器件光电转换效率达16.41%。该技术促使晶体生长形成高质量钙钛矿薄膜——结构均匀、结晶性好、晶界与缺陷少、光程增长且厚度均一,从而优化电池性能。此外,AgI量子点在ITO侧产生的空穴收集容纳效应通过UPS分析证实:其能调节钙钛矿薄膜费米能级,使钙钛矿层与ITO基底的费米能级/功函数差显著降低。更关键的是,瞬态光电压(TSPV)分析揭示了这种新型MAPbI3:AgI(QDs)结构的载流子动力学特性。
关键词: 原位制备、碘化银、量子点、MAPbI3:AgI、交叉混合结构
更新于2025-09-12 10:27:22
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掺镍离子以增强钙钛矿晶格完整性与稳定性,实现高性能平面异质结太阳能电池
摘要: 增强多晶钙钛矿薄膜的晶格完整性和稳定性极具挑战性。本研究提出镍(Ni)离子掺杂策略来调控CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜的晶体结构。大量实验表征表明,由于Ni离子强烈倾向于与卤素离子形成八面体配位,能有效消除本征卤素空位缺陷,从而显著提升晶格完整性和短程有序性。同时,Ni离子与卤素离子及有机基团间更强的化学键合作用可提高钙钛矿材料的稳定性。镍离子掺杂还改善了钙钛矿薄膜的表面形貌。结果显示,1.5%镍掺杂的平面异质结钙钛矿太阳能电池光电转换效率达18.82%,较原始器件14.92%的效率提升25%。该掺杂器件在空气环境中存储800小时后仍保持初始效率的90%,展现出卓越稳定性。本研究为金属掺杂钙钛矿材料在光电器件中的应用提供了新思路。
关键词: 镍离子、晶格、钙钛矿太阳能电池、MAPbI3、碘空位缺陷
更新于2025-09-11 14:15:04
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采用逆温结晶法生长的CH3NH3PbI3晶体的光学性质
摘要: 采用逆温结晶法生长了钙钛矿CH3NH3PbI3(MAPbI3)单晶。通过X射线衍射确认了该钙钛矿的结晶性。光致发光(PL)光谱显示,由于温度诱导的正交相向四方相转变,出现了异常行为。在低温区观测到四个PL发射峰A、B、C和D:峰A和B在12K时分别位于756nm和776nm,随后分别发生蓝移并在130K与70K时消失;峰C和D在40K时出现在789nm和807nm,在100K时蓝移至780nm和794nm。另一方面,由于正交相向四方相转变,峰C在100-140K范围内红移至799nm,且在140K以上再次蓝移。根据激发强度和温度依赖的PL结果,峰A和B分别归属于正交相晶体的自由激子和束缚激子,而峰C和D则分别对应四方相晶体的自由激子和束缚激子。通过PL强度的温度依赖性计算得出,峰C的激活能为98meV。
关键词: 相变,MAPbI3,钙钛矿,光致发光,激子
更新于2025-09-10 09:29:36