日韩熟女视频一区二区精品日韩-免费欢看欧美黄色国产-国产一区二区三区我不卡-国产精品久久久看三级

Nat.新國大侯毅團隊的自組裝分子技術效率突破25%

更新時間:2024-09-26      點擊次數(shù):830

在鈣鈦礦太陽能電池領域,界面和鈣鈦礦層的異質性一直是提高效率的主要障礙,尤其在大面積應用中更為突出。新加坡國立大學NUS侯毅團隊于Nature Photonics Volume 18. 9月號(DOI: 10.1038/s41566-024-01531-x)的研究發(fā)表中證實,自組裝分子(SAMs)的無定形相能顯著改善鈣鈦礦的生長均勻性。高光譜分析結果顯示,鈣鈦礦/無定形SAMs結構中的光致發(fā)光峰分布更為集中且呈現(xiàn)藍移。時間分辨光致發(fā)光研究進一步表明,基于無定形SAM的鈣鈦礦薄膜中陷阱輔助復合速率降低至0.5×10^6 s^-1。這些改進使p-i-n結構的鈣鈦礦太陽能電池在1平方厘米面積上實現(xiàn)了25.20%的效率(經(jīng)認證為24.35%)。更值得注意的是,這些電池在ISOS-L-1標準下經(jīng)過600小時的最大功率點跟蹤后,效率仍保持接近100%,在ISOS-T-2標準下經(jīng)過1,000小時的85°C熱應力測試后,仍保持90%的初始效率。此外,與晶態(tài)SAMs相比,非晶態(tài)SAMs能有效降低缺陷密度,減少陷阱輔助的復合速率,進一步優(yōu)化效率和穩(wěn)定性。



Nat.新國大侯毅團隊的自組裝分子技術效率突破25%

顯示了在ISOS-T-2I協(xié)議下,封裝設備在85°C、黑暗和氮氣環(huán)境中的穩(wěn)定性測試。比較了兩種不同的自組裝分子(SAM):

結果表明,a-SAM在長時間運行中具有穩(wěn)定性。


晶態(tài)SAM (Me-4PACz) 和非晶態(tài)SAM (Ph-4PACz)研究手法

近年來,鈣鈦礦太陽能電池(PSC)研究呈現(xiàn)出對倒置(p-i-n)結構的偏好趨勢,其功率轉換效率(PCE)與傳統(tǒng)正向結構(n-i-p)的差距逐漸縮小。這一效率提升很大程度上歸功于自組裝分子(SAMs)作為空穴傳輸材料(HTM)的應用。典型的HTM SAMs結構包含空穴傳輸組分、錨定基團和間隔物,其中錨定基團(如磷酸)與金屬氧化物或透明導電氧化物(TCO)基底形成化學鍵合。

在鈣鈦礦光伏領域,SAM沉積技術通常采用快速溶液處理,與傳統(tǒng)單分子層概念不同。SAMs易聚集或結晶,主要受弱庫侖力和強范德華力驅動。未錨定SAMs常堆積在已錨定分子上,形成納米厚度的疏松層。這類似于染料敏化和有機太陽能電池中的非理想結晶現(xiàn)象。然而,SAMsTCO基底上的大面積均勻性研究仍有限。
本研究比較了晶態(tài)SAM (Me-4PACz) 和非晶態(tài)SAM (Ph-4PACz),揭示了立體位阻和分子間相互作用在實現(xiàn)均勻非晶態(tài)SAM中的關鍵作用。以下為綜合研究論文及補充資料的研究步驟:

  1. 樣品制備:確保SAMs均勻覆蓋在基板上,為后續(xù)的鈣鈦礦生長提供良好的界面。

    • 使用圖案化的ITOFTO玻璃基板,經(jīng)過清洗和紫外臭氧或空氣等離子處理。

    • 合成了特定的化合物,如Ph-4PACz

    • c-SAMa-SAM溶液旋涂在基板上,并加熱以形成薄膜。

  2. 鈣鈦礦薄膜制備:形成高質量的鈣鈦礦薄膜是提高電池效率的關鍵。

    • 使用預先配制的鈣鈦礦前驅溶液,經(jīng)過旋涂和退火處理形成鈣鈦礦薄膜。

  3. GIWAXS表征:確認SAMs的無定形相有助于均勻的鈣鈦礦生長。

    • 使用掠射廣角X射線散射技術來分析SAMs的結晶性和形貌。

Nat.新國大侯毅團隊的自組裝分子技術效率突破25%

SFig11.展示了GIWAXS(廣角X射線散射)分析的徑向輪廓,分別在面內(nèi)和面外方向上對c-SAMa-SAM進行整合。

  1. 分子動力學(MD)模擬:提供對SAMs均勻性和分子間相互作用的深入理解。

    • 模擬SAMsTCO基板上的分子分布。

  2. 光致發(fā)光(PL)和時間分辨光致發(fā)光(TRPL)分析:評估界面缺陷和非輻射復合對電池性能的影響。

    • 測量鈣鈦礦/SAMs薄膜的PL峰分布和陷阱輔助復合速率。

    • 通過TRPL測量來提取載流子復合參數(shù),理解太陽能電池內(nèi)部的載流子動態(tài)和能量轉換,有助于優(yōu)化太陽能電池的設計

Nat.新國大侯毅團隊的自組裝分子技術效率突破25%

  1. 電流-電壓(J-V)特性測量:直接評估電池的效率和穩(wěn)定性,為衡量研究成果的重要指標。

    • 測量電池的功率轉換效率(PCE)和其他電性能參數(shù)。
           


Nat.新國大侯毅團隊的自組裝分子技術效率突破25%

新加坡國立大學NUS侯毅團隊為光焱科技的用戶,長期采用多項來自光焱科技的表征設備進行研究
上圖為SS-X 3A+級別AM1.5太陽光模擬器使用示意圖,另外,搭配QE-R 光伏 / 太陽能電池量子效率測量解決方案,能在軟件操作下具有效率為表征程序的測量取得精準并具高重復性的數(shù)值。


Nat.新國大侯毅團隊的自組裝分子技術效率突破25%


1cm2 a-SAM基器件展現(xiàn)效率超25%性能

高性能的c-SAM-PSCsa-SAM-PSCs均采用p-i-n結構,其組成為玻璃/摻氟錫氧化物(FTO)/c-SAMa-SAM/Cs 0.1FA 0.9 PbI 3 /C 60 /bathocuproine (BCP)/Ag,隨著a-SAM均勻性的提升,1cm2 a-SAM基器件展現(xiàn)效率達25.20%,開路電壓(VOC)1.175V,填充因子(FF)84.0%,短路電流密度(JSC)25.6mA cm?2,創(chuàng)下1cm2器件效率超25%的新紀錄。相較之下,c-SAM基器件的VocFF略低,分別為1.153V81.6%,整體效率為24.0%

值得關注的是,1cm2 c-SAMa-SAM器件在FF上存在顯著差異(c-SAM器件平均FF81%,a-SAM器件為83.5%)。研究團隊推測這源于兩種SAM的均勻性差異。為驗證性能,研究人員將一個1cm2 PSC進行認證。與已發(fā)表文獻中報告的n-i-pp-i-n結構相比,顯示研究團隊1cm2 PSC實現(xiàn)了24.35%的最大功率點跟蹤(MPPT)效率,是一項顯著的認證效率a-SAM基器件的外量子效率(EQE)結果如,積分得到的JSC26.3mA cm-2。

此外,研究團隊更對有效面積為1.70cm2的相同結構器件進行了電致發(fā)光映射。c-SAM器件映射中出現(xiàn)幾處暗區(qū),表明鈣鈦礦組分分布不均。相比之下,a-SAM器件在整個電池區(qū)域展現(xiàn)出更高且更均勻的電致發(fā)光強度。與光致發(fā)光(PL)映射結果一致,表明空穴傳輸材料(HTM/鈣鈦礦界面的非輻射復合顯著減少。這種減少有助于提高開路電壓(Voc)、填充因子(FF)和整體器件穩(wěn)定性,因為界面缺陷得到了緩解。


Nat.新國大侯毅團隊的自組裝分子技術效率突破25%

研究人員按照ISOS-L-1IISOS-T-2I進行了嚴格的穩(wěn)定性評估。在連續(xù)的一個太陽光強度照明下,相對濕度85%的環(huán)境中進行600小時最大功率點跟蹤(MPPT)后,封裝的a-SAM器件保持了接近100%的初始效率,表現(xiàn)出色。相比之下,c-SAM器件在類似條件下400小時后效率降至85%以下。此外,a-SAM基器件經(jīng)歷1000小時85°C熱應力測試后仍保持90%的初始效率,遠優(yōu)于c-SAM基器件,后者僅保持56%的初始效率。



文獻參考自Nature Photonics Volume 18. 9月號_DOI: 10.1038/s41566-024-01531-x

本文章為Enlitech光焱科技改寫 用于科研學術分享 如有任何侵權  請來信告知



微信掃一掃
版權所有©2024 光焱科技股份有限公司 All Rights Reserved    備案號:滬ICP備2021022654號-3    sitemap.xml    管理登陸    技術支持:化工儀器網(wǎng)    
欧美老汉色老汉首页优色| 亚洲亚洲精品av在线观看| 日本韩国一区二区高清| 国产伦精品一区二区三区视频网站| 在线日韩人妻中文字幕| 东风日产奇骏裸车多少钱| 国产三级欧美三级日韩三级| 国产视频成人在线免费观看| 开心五月婷婷综合激情| 欧美日韩一级色视频免费观看| av黄色在线观看网站| 亚洲欧美日本韩国一区二区| 成人性生活性生活多久| 国产精品国三级国产| 99久久精品熟女高潮免费| 97视频资源在线观看| 日韩av在线一区二区三区四区 | 欧美无遮挡国产欧美另类| 黄色午夜福利华人黑人| 亚洲国产午夜精彩无码福利| 国产一级二级内射视频| 91九色国产熟女一区| 亚洲老妈激情一区二区三区| 国产精品激情在线观看| 国产精品99久久久久久久人美貌 | 日韩人妻久久精品一区二区 | 久久久久精品国产一区二区三区 | 日本加勒比视频在线播放| 国产精品日韩一区二区三区| 色综合色天天狠狠综合色| 国产精品中文一区二区| 日韩女优在线观看三区| 欧美日韩国产亚洲成人| 国产一区二不卡区三区av日韩| 内射中出日韩高清在线播放| 91福利精品第一导航| 国产成 人 综合 亚洲影音| 四虎最新版本在线观看| 日本中文字幕一区精品| 日韩三级 久久久久久| 亚洲精品五月天视频婷婷|