金属卤化物钙钛矿 (MHP) 是一种具有优异性能的半导体材料,广泛应用于各个行业。这些材料通常表现出直接跃迁半导体行为,其特点是吸收系数高、激子结合能低,从而具有出色的 PV 性能。此外,MHP 显示出高效的载流子传输速率、较长的载流子寿命和显著的扩散长度,从而能够以最少的复合实现电子和空穴的有效传输。1 利用 MHP 作为吸收层的钙钛矿太阳能电池 (PSC) 已成为第三代太阳能电池的典范。2009 年,Miyasaka 等人实现了 PSC 开发的一个重要里程碑。用钙钛矿取代染料敏化太阳能电池中的吸收材料,使光伏转换效率 (PCE) 达到 3.8%。2 从那时起,PSC 引起了广泛关注,其 PCE 经历了快速增长,如图所示。1(A)。3 – 9 目前,单结 PSC 已实现认证 PCE 26.14%,10 稳步接近 Shockley – Queisser 效率极限 33.7%。11
摘要:皮秒雪崩探测器是一种基于 (NP) 漂移 (NP) 增益结构的多结硅像素探测器,旨在实现带电粒子跟踪,具有高空间分辨率和皮秒时间戳功能。它使用传感器体积深处的连续结来放大薄吸收层中电离辐射产生的一次电荷。然后,在较厚的漂移区内移动的二次电荷会引发信号。IHP 微电子公司使用 130 nm SiGe BiCMOS 工艺生产了一个概念验证单片原型,该原型由间距为 100 µ m 的六边形像素矩阵组成。探测站和 55 Fe X 射线源的测量表明,原型机可以正常工作,并且显示雪崩增益,最大电子增益可达 23。雪崩特性研究(经 TCAD 模拟证实)表明,55 Fe 源的 X 射线转换产生的较大初级电荷引起的空间电荷效应限制了有效增益。
各种兴趣点,例如可调能级,重量轻,简单处理,机械敏感性,大面积的制造和易用性,可将其用作显着的光值工具。1 - 3然而,由于大规模的某些缺点,尤其是它们昂贵的产量,低吸收特性和较差的V OC,因此OSC社区将其重点放在了perovskite材料上。3 - 5个钙钛矿太阳能电池(PSC)已成为光伏技术中最有前途的技术,表现出显着的效率,低生产成本和多功能应用潜力。6此类材料被称为与矿物钙钛矿共有的晶体结构(CATIO 3),其典型组成是一种混合有机 - 无机铅或基于锡卤化物的化合物。钙钛矿材料具有ABX 3的一般公式,其中A是A阳离子,B是金属阳离子,而X是卤化物阴离子。7蓬勃发展,Kojima等人显示了其在光伏应用中的承诺。通过使用CH 3 NH 3 PBX 3作为光吸收层的一部分,通过使用CH 3 NH 3 PBX 3获得了3.8%的功率转化效率(PCE)。8随后,突破迅速遵循,当前的PSC现在超过25%,
铝 (Al) 是地壳中最丰富的金属,是继氧 (O 2 ) 和硅 (Si) 之后第三大丰富元素。它呈银白色,具有高电导率和热导率,熔点为 660 0 C。铝已广泛应用于各种领域。在基底上蒸镀的铝膜是非球面镜最常用的表面涂层,因为铝在可见光区是良好的光反射器,在中红外和远红外 (IR) 区是出色的反射器 [1]。此外,铝在微电子技术中广泛用作欧姆接触、肖特基势垒接触、栅极电极以及互连线 [2]。铝还用于制造薄膜晶体管 (TFT)、光电探测器、太阳能电池和许多其他设备 [3]。在太阳能电池的制造中,铝被广泛用作背接触,因为它易于沉积、表面电阻低,并且能够引入背面场效应 (BSF),从而最大限度地降低器件背面的载流子复合率 [4,5]。在薄膜太阳能电池中,铝接触的高反射特性被利用作为光捕获解决方案,其中低能光子将被倾斜反射回吸收层。这增加了光(光子)在器件中的光路长度,从而增加了吸收率
吉利安格大学,杭州大学,中国摘要:在这项研究中,我们使用VASP(VIENNA AB INTIRIO仿真)软件包进行了第一原理计算,以研究晶体结构,电子结构和光学特性,用于新的分层三层金属chalcegenide,EU 2 Inte 5。我们的结果表明,欧盟2 Inte 5是一种非零间隙金属,其分层结构为特征,其特征是强层内原子键和弱层间相互作用,这表明其潜在的应用是纳米材料。我们还研究了光学特性,包括复杂进型常数的吸收系数,虚构和真实部分,并发现EU 2 Inte 5在紫外线和可见光和蓝绿色的光线以及蓝绿色的光线下表现出强烈的光响应特性,峰值在389 nm和477 nm和477 nm和477 nm的波长处。这表明它可以用于开发UV(紫外线)检测器和其他光电设备。此外,由于其强吸收,低损失和低反射率,EU 2 Inte 5具有用作太阳能电池中有前途的光伏吸收层的潜力。关键词:三元金属醇酯,第一原理计算,分层结构,光学特性。1。简介
在这项研究中,我们使用电化学沉积技术来合成MGSE材料。硝酸镁六水合物(MG(NO 3)2 .6H 2 O)和硒(IV)氧化物(SEO 2)是电化学浴系统的一部分。在2θ角,MGSE材料显示的衍射角为15.669 o。在2θ= 15.669 O,16.452 O,17.426 O,23.489 O和27.592 O时衍射峰分别与002、100、100、100、111、112、112和212的MGSE材料的衍射平面相对应。膜厚度从112.81降低到104.42 nm,MGSE的前体温度升高。随着膜的电导率从1.01增加到1.17 s/m,电阻率从98.09降低到85.42 ohm/cm。在紫外线范围内,膜显示出较高的透射率,超过70%。在50 O C下进行沉积的膜表现出最高的透射率,平均在可见和近红外光谱中为72%。每个沉积膜的反射值超过15%。沉积的膜的能量带隙范围为1.75至2.56 eV。随着温度的升高,能带隙也增加。这项研究中发现的带隙能量范围非常适合在1.75 eV上方吸收太阳能辐射,这是太阳能电池吸收层的理想选择。简介
钙钛矿太阳能电池 (PSC) 因其高功率转换效率 (PCE) 和低制造成本而备受关注。人们采用了不同的方法来提高 PSC 的 PCE 和稳定性,例如成分工程 [1,2]、载流子传输层改性 [3] 和异质结构 [4]。最近,具有新颖结构的碳基单片钙钛矿太阳能电池 (mPSC) 已经成为以合理成本商业化大面积钙钛矿太阳能电池 (PSC) 最有前途的设计之一。此外,碳基设计无需使用 Spiro-OMeTAD 等空穴传输材料 (HTM)。由于制造成本也较低,因此可以开发出低成本的光伏系统。为了进一步提高性能,采用了加法工程方法。 mPSC 由四层连续层组成,如图 S1(支持信息)所示,包括玻璃/FTO/致密-TiO 2 /介孔-TiO 2 /介孔-ZrO 2 /碳。这些 mPSC 中填充有钙钛矿,从而分别充当吸光层。在这种设计中,钙钛矿同时充当空穴传输层 (HTL) 和吸收层 [5] 。为了提高 mPSC 的性能,人们探索了不同的技术,包括反溶剂优化 [6] 、后处理 [7] 和添加剂工程 [8] 。从上面提到的方法来看,添加剂工程非常有前景且易于使用,并且在众多
双钙钛矿卤化物是可再生能源生产的有前途的材料,满足解决能源稀缺问题的标准。因此,研究这些卤化物可能对光电和太阳能电池应用有用。在这项研究中,我们使用全电位线性线性的增强平面波(FP-LAPW)方法,使用密度功能理论计算,研究了2 agircl 6(a = cs,rb,k)的结构,机械,热力学,电子和光学特性,以评估其适用于renewability的适用性,并使用全电位线性的增强平面波(FP-lapw)方法来计算。金匠公差因子,八面体因子和新的公差因子已经证实了预测化合物的立方稳定性。我们还通过计算形成焓,结合能和声子分散曲线来验证这些化合物的热力学稳定性。此外,对刚度常数的Born-huang稳定性要求证实了标题化合物的机械稳定性。为了预测准确的光电特性,我们采用了TB-MBJ电位。电子带结构的计算表明,标题为halides的直接带隙半导体性质,值分别为1.43 eV,1.50 eV和1.55 eV,分别为CS 2 AGIRCL 6,RB 2 AGIRCL 6和K 2 AGIRCL 6。此外,所有这些化合物都显示出非常低的有效电子质量,表明它们的高载体迁移率可能。这些化合物的光电导率和吸收光谱验证了我们的条带结构结果的准确性。此外,2 AGIRCL 6(A = CS,RB,K)化合物的光学性质表现出非常低的反射率和出色的光吸收系数(10 5 cm -1)在可见光光谱中,表明它们作为太阳能电池中吸收层的适合性。
量子点(QDs)具有窄线宽发射和可调带隙,因此在量子信息和光电子器件的开发中具有潜在价值1 – 3。尤其是胶体量子点(CQDs),它可以通过溶液处理获得,并用于光伏4 – 9、光发射10 – 14和光电检测15 – 20。上转换光电探测器将低能光子(例如红外线)转换为高能光子(例如可见光),用于红外成像(图1),而红外成像用于夜视、半导体晶圆检测、手势识别、三维成像和生物成像等应用21 – 25。然而,大多数红外光子上转换器件都是基于真空或高温沉积法22、24-33,这些方法与硅等电子材料不兼容,限制了它们在柔性电子产品中的使用。基于溶液处理材料的两端上转换光电探测器已经开发出来,但需要高开启电压并且光子对光子 (p-p) 效率低(低于 1.5%)30、34。在本文中,我们表明,通过设计电子传输层 (ETL) 可以创建两端溶液处理的红外上转换光电探测器,其总 p-p 效率为 6.5%,开启电压低至 2.5 V。我们的光电探测器的效率与外延生长半导体相当,与迄今为止报道的最高增益单片红外量子点上转换器相比,效率提高了五倍。此外,与之前的量子点上变频器相比,该器件的低开启电压降低了两倍以上。我们的器件由基于硫化铅 (PbS) QD 的光电探测器吸收层(红外)和基于硒化镉/硒化锌 (CdSe/ZnS) QD 的发光二极管 (LED) 层(可见光)堆叠而成(图 2a)。为了确保光电探测器层能够提供足够的光电流来驱动 LED 层,
第一代和第三代之间有了显著的改善,在保持功率效率的同时降低了制造成本。[2] 最近,高效低成本的混合有机-无机卤化物钙钛矿材料已经成为新一代光伏电池最有前途的光吸收剂,取代了商业上占主导地位的多晶硅材料。[3–8] 在 2012 年展示固态钙钛矿太阳能电池 (PSC) 之后 [9],对 PSC 的研究量大幅增加。因此,PSC 的功率转换效率迅速发展,目前已超过 25%,超过了 Cu(In,Ga)Se 2 (CIGS) 和碲化镉 (CdTe),接近单晶硅太阳能电池。[10] 尽管 PSC 具有很高的功率效率,但由于其稳定性低和可扩展性差,距离商业化还有很长的路要走。 [11,12] 在提高 PSC 效率的同时,研究人员还在尝试增强器件稳定性和开发大面积兼容的制造方法。 [13,14] 尽管做出了这些努力,但最先进的 PSC 在加速测试条件下只能保持几千小时的性能,相当于一年或更短的典型运行时间,[15–17] 而商业化至少需要 20 年的稳定性。 同时,PSC 模块的面积相对较小(800–6500 cm 2 ),仅表现出 16% 的能量转换效率 (PCE),而商业化的硅太阳能电池在大模块尺寸(> 14 000 cm 2 )下可实现超过 22% 的 PCE。 [18] 为确保长期稳定性和可扩展性,需要对钙钛矿材料进行准确表征。为了了解钙钛矿材料效率高、降解机制差、可扩展性差的根本原因,对吸收层和器件进行了广泛的表征。[19–22] 图 1 总结了常用于评估钙钛矿化学、形态、结构、光电特性的表征工具,表 1 总结了它们的分辨率极限。在化学范围内,钙钛矿材料的电子能带结构和化学组成已通过各种光谱学和测量方法阐明,包括紫外-可见光谱 (UV-vis)、紫外光电子能谱 (UPS)、开尔文探针强制显微镜 (KPFM)、X 射线光电子
