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多晶钙钛矿固体中的全尺度晶界缓解
材料人测试客服小陈     2022-09-29 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
钙钛矿太阳能电池
关键性能:
钙钛矿太阳能电池的光电转换效率得到显著提升,电池在光、湿或热应力下的长期稳定性也有明显改善
产品介绍:

据北京大学官网报导,北大物理学院朱瑞研究员和龚旗煌院士课题组与合作者在钙钛矿多晶薄膜结构和晶界调控策略方面开展了深入研究。团队首先针对晶粒聚集体和晶界展开了系统的晶体学研究,通过透射电子显微镜、电子能量损失谱以及原位同步辐射略入射X射线衍射等表征,实现了对晶粒聚集体内的晶体结构和晶界特征的充分认知。进而,团队精心设计了一种有机寡聚物分子添加剂(溴化三苯胺三聚体,简称TTABr),通过在成膜过程中引入TTABr,对晶体生长进行优化控制,最终在多晶钙钛矿固体薄膜中实现了从晶粒聚集体内晶界到聚集体间界面的全尺度调控。TTABr的独特性在于其在溶解钙钛矿前驱体的极性溶剂和旋涂过程中所用的非极性反溶剂中均有一定的溶解度,该特点使其可以有效地降低钙钛矿晶体的生长速率,增大纳米尺度钙钛矿微晶的尺寸,进而减小晶界密度,并最终在不同尺度的晶界处实现对缺陷负面影响的有效缓解。这一策略使得薄膜非辐射复合得到有效抑制,电池的开路电压得以提升。同时,TTABr也具有更为有利的氧化还原电势,可增强晶粒间空穴转移,提高电池的填充因子。最终,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率得到显著提升,电池在光、湿或热应力下的长期稳定性也有明显改善。研究还发现,该策略在不同类别的钙钛矿太阳能电池中具有普适性。2022年9月2日,相关研究成果以Enabling full-scale grain boundary mitigation in polycrystalline perovskite solids为题在线发表于Science Advances。

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