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上海大学最新研究:多阳离子掺杂提高基于1D/三维混合维结构的杂化钙钛矿太阳能电池的稳定性和性能

论论资讯 | 2023-05-01 3热度

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Improving the stability and performance of hybrid perovskite solar cells based on 1D/3D mixed-dimensional structure by multiple cation doping

Yang W.; Xiong X.; Li Z.; Liu X.; Wei X.; Sun Z.; Huang L.; Wang L.

Published:2023-05-01
DOI:10.1016/j.optmat.2023.113781

研究背景

随着人们对环境保护和可再生能源的关注度不断提高,太阳能电池逐渐成为人们研究的热点。但是,传统太阳能电池存在着效率低、稳定性差等问题,因此人们一直在探索如何提高太阳能电池的性能和稳定性。而1D结构的钙钛矿材料由于其晶体结构的灵活性和对水和湿度等环境的强稳定性,逐渐引起了人们的关注。然而,当前的研究领域中,1D/3D混合维度的钙钛矿太阳能电池仍然存在性能和稳定性的问题。

研究内容

为了解决1D/3D混合维度的钙钛矿太阳能电池的问题,研究人员通过添加大离子tBA+,实现了1D/3D混合维度的钙钛矿材料。然后,他们采用两步溶液法制备了Cs+掺杂高质量钙钛矿薄膜(CstBAMAFA),并对太阳能电池的光电性能和稳定性进行了系统分析。研究发现,Cs+掺杂的1D/3D太阳能电池的光电转换效率(PCE)达到了17.08%,稳定性也显著提高。未封装的太阳能电池在Ar手套箱中储存197天后,PCE仍能保持初始值的80%,在相对湿度为50-60%,温度为30℃的条件下储存20天后,PCE能保持初始值的69.3%。研究人员认为,Cs+掺杂的1D/3D太阳能电池的改进效率和稳定性归因于1D相填充晶界。

研究意义

这项研究通过添加大离子tBA+实现了1D/3D混合维度的钙钛矿材料,并成功提高了太阳能电池的性能和稳定性。这项研究的创新点在于,通过填充晶界,改善了1D/3D混合维度的钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性。这项研究为太阳能电池的研究提供了新思路和新方法,对于推动太阳能电池的应用具有重要的实际意义。

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