2023年11月23日,中国科学院半导体研究所游经碧团队在Science 在线发表题为”Homogenized NiOx nanoparticles for improved hole transport in inverted perovskite solar cells“的研究论文,该研究通过过氧化氢处理,优化了[4-(3,6-二甲基- 9h -咔唑-9-基)丁基]膦酸(Me-4PACz)在氧化镍(NiOx)纳米颗粒上作为HTL的自组装,通过Ni3+的形成和表面羟基的形成,使纳米颗粒具有更均匀的分散和高导电性。
在掩膜尺寸为0.074 cm2的情况下,获得了25.2%的认证PCE。该器件在~ 50℃ 太阳光照下稳定输出功率1000小时后,PCE保持85.4%的初始值,在85℃加速老化500小时后,PCE保持85.1%的初始值。对于孔径面积为14.65 cm2的微型模块,获得了21.0%的PCE。沉积更均匀的钙钛矿层将有助于进一步提高组件器件的性能。双层HSL不仅可以用于太阳能电池,还可以用于其他光电器件,如发光二极管和光电探测器。
另外,2022年7月28日,中国科学院半导体研究所游经碧团队在Science 在线发表题为“Inactive (PbI2)2RbCl stabilizes perovskite films for efficient solar cells”的研究论文,该研究通过 RbCl 掺杂将 PbI2 转化为非活性 (PbI2)2RbCl 化合物,从而有效地稳定了钙钛矿相。基于该策略,该研究为 FAPbI3(FA,甲脒)钙钛矿太阳能电池获得了 25.6% 的认证 PCE。设备在 85°C 的货架存储 1000 小时后保持其原始 PCE 值的 96%,在 85°C 下进行 500 小时热稳定性测试后保持 80%。总之,该研究提出的方法可以提高稳定性和器件效率,为钙钛矿太阳能电池的发展提供新的方向和推动。
与更高效的n-i-p结构相比,具有反型(p-i-n)结构的金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)已经获得了高达24%的功率转换效率(PCEs),并且在光和热应力下具有更好的长期稳定性。有机材料,如2,4,6-三甲基苯基)胺(PTAA)通常用作空穴传输层(HTLs),具有低电导率、疏水性和能级不匹配等缺点。
最近,自组装单层膜(SAMs),如Me-4PACz,[2-(3,6-二甲氧基- 9h -卡巴唑-9-酰基)乙基]膦酸(MeO-2PACz)系列已成功用于PSCs[这些是为了提高PCE,解决稳定性问题,还是两者都有]。然而,与透明导电氧化物衬底(如氧化铟锡(ITO)和掺氟氧化锡(FTO))的SAM键合可能不够强,无法在衬底上形成均匀分布,从而避免广泛的器件性能分布。最近的一些研究结果表明,与ITO或FTO相比,p型氧化镍(NiOx)可以与SAM层形成更强的化学键合,有助于沉积均匀的SAM,并进一步提供更好的器件性能和再现性。
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实验室是科技创新的基础条件和成果产出源泉。十四五以来,国家着力打造战略科技力量,推进国家实验室建设和国家重点实验室体系重组,数字化、智能化、自动化赋能生物科技快速发展,掀起了科研领域创新变革的浪潮。
作者:展源
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