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      學術快訊 | 氯化鈉摻雜PEDOT:PSS實現高填充因子鈣鈦礦太陽能電池

      2018-03-17 標簽: 太陽能

      1317

      [導讀] 重慶大學以及低品位能源利用技術及系統教育部重點實驗室的基金支持.指導:李秋南校對:肖飛、李彬編輯:吳朝海@動力工程學院...

      近年來, 以CH3NH3PbI3為代表的有機-無機雜化鈣鈦礦太陽能電池因其杰出的光電功能和高光電變換效率而遭到研究者們越來越多的重視。其間PEDOT:PSS作為一種傳統的空穴傳輸材料,其具有高透光率、杰出的熱穩定性以及和鈣鈦礦匹配的能級,被廣泛的應用于反式的平面鈣鈦礦太陽能電池結構中。但是,以往的研討很少重視PEDOT:PSS的外表特點對鈣鈦礦晶體生長和器件功能的影響。

      重慶大學動力工程學院孫寬研究員和李猛老師團隊通過NaCl對PEDOT:PSS進行摻雜。這一辦法不只改進了PEDOT:PSS本身的導電性,同時通過其外表散布的NaCl小晶體改進了上層鈣鈦礦薄膜的質量。通過這種簡單的方式同時提高了填充因子(高達81.9%)和開路電壓,使鈣鈦礦電池的性能從平均的15.1%提升到了17.1%,最高達到18.2% 且基本沒有出現遲滯現象。作者經過體系的分析比照闡明晰電池功能提升的實質可歸因于兩方面: ① NaCl的摻雜導致了PEDOT和PSS的相分離,從而提高了電導率和空穴提取能力;② 基本一致的NaCl和MAPbCl3晶格參數(不匹配度低于<2%)和 (001)面匹配的氯原子排列使得PEDOT:PSS 表面分布的NaCl作為種子誘導形成了均勻的具有一定(001)取向的鈣鈦礦薄膜。該研究能很好的與印刷技術相兼容,從而實現高效率和晶體取向可調的鈣鈦礦太陽能電池的量產。

      該效果近期宣布在ACS Applied Materials &Interfaces(http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b14592)。博士生胡立俊為第一作者。項目得到了國家自然科學基金委、重慶市科委、重慶大學以及低檔次動力使用技能及體系教育部要點實驗室的基金支撐。

      指導:李秋南

      校對:肖飛、李彬

      編輯:吳朝海

      @動力工程學院


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