在过去的几年中,Sn基PSC已经成为绿色光伏技术的有希望的候选者,通过抑制Sn 2+ 氧化为Sn 4+ ,它们的效率从约 2% 迅速提高到 14.81%。[12]令人鼓舞的是,Sn基PSC不仅PCE超过14%,而且还具有优异的稳定性。这是一项极具吸引力的光伏技术,不久将会得到进一步发展。这一惊人的进步表明它是下一代太阳能电池的更好候选者。图1展示了Sn基钙钛矿在短短6年内的效率演变。一般来说,Sn和Pb基钙钛矿的相似结构可以用公式ABX 3 表示。立方钙钛矿的基本单元是一个小的八面体晶胞(BX 6 ),其中B阳离子被卤素阴离子包围。 A为有机阳离子,例如CH 3 NH 3 +(MA +)、CH(NH 2 ) 2 +(FA +)、Cs +或一些大阳离子(PEA +)。阳离子位于八面体的空腔内。X为卤素,例如I - 、Br - 、Cl - 等。钙钛矿材料ABX 3的结构稳定性取决于容差因子t和μ,其中r A 、r B 和r X 分别为A、B和X的半径。通常t介于0.9和1.0之间,以形成立方钙钛矿。[13]对该容差因子的研究有助于理解结构
摘要 金属卤化物钙钛矿是一类因具有优异的光电性能而成为光电探测器和太阳能电池的理想材料。它们的低成本和低温合成特性使其在旨在彻底改变半导体工业的广泛研究中具有吸引力。金属卤化物钙钛矿的丰富化学性质使其可以通过成分工程轻松调整所需的光电性能。此外,使用不同的实验合成和沉积技术,如溶液处理、化学气相沉积和热注入方法,钙钛矿的维度可以从 3D 改变为 0D,每种结构都因其独特的性质而开辟了新的应用领域。维度工程包括形态工程(将 3D 钙钛矿的厚度降低为原子薄膜)和分子工程(将长链有机阳离子掺入钙钛矿混合物中并在分子水平上改变组成)。钙钛矿结构的光电特性包括其带隙、结合能和载流子迁移率,取决于其组成和维度。本文将回顾使用不同成分和尺寸的钙钛矿制成的大量光电探测器和太阳能电池。最后,我们将讨论不同维度的动力学和动力学、其固有的稳定性和毒性问题,以及如何在较低维度上达到与 3D 类似的性能以及如何实现大规模部署。
(2t)2(ma)2 Pb 3 I 10(2t n = 3),(3t)2 PBI 4(3T n = 1),(3t)2(ma)Pb 2 I 7(3t n = 2)
摘要:钙钛矿太阳能电池(PSC)由于性能的迅速提高而在科学界引起了极大的关注。无机钙钛矿设备的高性能和长期稳定性已被备受关注。这项研究介绍了通过建模使用无铅N - I-i-p甲基苯丁基溴化物(MASNBR 3)材料产生高效PSC的设备优化过程。我们已经彻底研究了吸收器和界面层对优化结构的影响。我们的方法利用石墨烯作为孔传输和吸收层之间的界面层。我们使用氧化锌(ZnO)/Al和3c - SIC作为吸收剂和电子传输层之间的界面层。优化过程涉及调整吸收层和界面层的厚度并最小化缺陷密度。我们提出的优化设备结构,ZnO/3C - SIC/MASNBR 3/Chaphene/Cuo/Au,表明理论功率转换效率为31.97%,填充因子为89.38%,当前密度为32.54 mA/cm 2,电压为1.112 V,量子为1.112 V,量子为94%。这项研究强调了Masnbr 3作为一种无毒的钙钛矿材料,可从可再生来源的应用中提供可持续能源。
由于其出色的可见光吸收和高化学稳定性,甲状腺素钙钛矿硫化物硫化锆(BAZRS 3)在过去几年中引起了极大的关注,这是杂交卤化物钙钛矿的潜在替代方法。但是,BAZR的高处理温度在1000以上的3层薄膜严重限制了其用于设备应用的潜力。在此,我们通过更改化学反应途径在低至500℃的温度下报告了BAZRS 3薄膜的合成。通过X射线衍射和拉曼光谱镜证实了单相3薄膜。原子力显微镜和扫描电子显微镜表明,随着退火温度的降低,结晶尺寸和表面粗糙度始终降低。较低的温度进一步消除了与高温加工有关的硫空位和碳污染。能够在较低温度下合成甲状腺素蛋白酶钙钛矿薄膜消除其设备制造的主要障碍。光电检测器显示快速响应,ON/OFF比率为80。制造的田间效应晶体管的电子和孔迁移率分别为16.8 cm 2 /vs和2.6 cm 2 /vs。
合成、表征和光学特性”,Anna Ioannou、George C Anyfantis、Karmen Milonakou-Koufoudaki、George Danezis、Constatinos A Georgiou、Vassilis Psycharis、Catherine P Raptopoulou、Constantina Kollia、Nikolaos Kelaidis、Nektarios N Lathiotakis、George A Mousdis,Polyhedron,Vol. 231,页116247(2023年)。 4.“掺杂锐钛矿 TiO 2 的应变路线图”,Kelaidis,N.,Kordatos,A.,
大多数航天器依赖太阳能作为主要能源。搜索具有高功率转化效率(PCE)的轻质和成本效果源导致有机无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSC)的发展。在本文中,在模拟的空间环境(例如热循环应力,高空气管,紫外线辐射和振动)中,比较了针对轨内立方体的不同孔传输材料(HTM)的PSC的性能。结果表明,即使有机和有机HTM显示出优质的初始PCE,碳HTM PSC在稳定性方面胜过它们,并且在太空中更实用。本文还讨论了卫星任务,并开发了硬件,以在板上进行第一次证明perovsk-Ite太阳能电池,以收集有关低年度轨道中钙钛矿太阳能电池性能以及如何进行地面测试结果的轨道内信息。
Science Advances ,2020 ,6,eaaz5961;Nature Communications ,2017 ,8,14051;2020 ,11,4329;JACS,2018 ,140,13181-13184;2020 ,142,16001-16006;Angew.Chem.Int.Ed.,2017 ,56,9018-9022;2018 ,57,1021-1024;2020 ,59,14120-14123; 2020 ,59 ,23067-23071;2021 ,133 ,2515-2522;Advanced Materials,2016 ,28 ,305-311;2016 ,28 ,8983-8989 2018 ,30 ,1707093;ACS Energy Letters,2018 ,3 ,54-62;2018 ,3 ,1443-144 9;2019 ,4 ,1579-1583;Chemical Science,2017 ,8 ,8400- 8404;2018 ,9 ,586-593; ACS Materials Letters,2019,1,594-498;2020,2,376-380;2020,2,633-638;J. Phys。Chem.Lett.2018,9,2164-2169;2019,10,5836−5840;2019,10,5923−5928;2021,12,8229–8236;Materials Science & Engineering R,2019,137,38-65;Advanced Optical Materials,2019,7,1801474; 2020 ,9,2001766;材料化学,2018 ,30,2374-2378;2020 ,32,374-380
可穿戴电子产品是一种新兴技术,它实现了日常电子设备的灵活性、可穿戴性和舒适性,可广泛应用于电子皮肤[1–4]、自供电传感器[5]和健康监测[6,7]等各种应用。尽管在开发多功能可穿戴设备方面已经取得了长足的进步,但电源仍然是一个难以解决的挑战。电池和超级电容器尽管具有良好的稳定性和效率,但仍然受到寿命、刚性、体积、封装和安全性等问题的限制。[8,9]作为未来自供电技术的潜在候选者,摩擦电和压电纳米发电机(TENG 和 PENG)能够从环境(风、雨和潮汐能)和人体运动(行走、跑步、拍手和弯肘)中获取机械能,并将其转化为电能为可穿戴设备供电。 [10–15] TENG通过摩擦起电和静电感应的耦合效应产生电能,而PENG则利用压电材料变形产生的偶极矩将机械能转化为电能。两者都是很有前途的能源技术,可以满足绿色能源和可持续发展的苛刻要求。然而,这两种技术也各有优缺点。例如,由于压电材料封装方便、结构灵活,PENG通常具有更好的电稳定性和操作灵活性,但其电输出相对较低。相反,TENG通常具有更高的电输出,但是它们的工作机制,例如垂直接触分离和横向滑动模式,需要两种不同材料的相对位移,这限制了设备的配置和应用场景。因此,一种混合型TENG和PENG能量收集器(TPENG)结合它们的优点,以获得更高的功率输出并适应不同的应用,是非常可取的。
