首页
时事
民生
政务
教育
文化
科技
财富
体娱
健康
情感
更多
旅行
百科
职场
楼市
企业
乐活
学术
汽车
时尚
创业
美食
幽默
美体
文摘
一天三篇Nature!钙钛矿太阳能电池!
学术
2024-10-15 21:30
广东
【做计算 找华算】
理论计算助攻顶刊,50000+成功案例,全职海归技术团队、正版商业软件版权!
经费预存选华算,高至17%预存增值!
背景介绍
2024年10月14日,
北京大学、南京大学、苏州大学等第一通讯单位
分别
Nature
上连续发表了关于钙钛矿太阳能电池(PSCs)的最新成果,即“
Coherent growth of high-Miller-index facets enhances perovskite solar cells
”、
“
Homogenized contact in all-perovskite tandems using tailored 2D perovskite
”和“
Strain regulation retards natural operation decay of perovskite solar cells
”
。下面,对这三篇成果进行简要的介绍!
成果展示
1
、高米勒指数晶面的相干生长增强
PSCs
获得高质量的微米厚钙钛矿薄膜是实现高效、稳定的p-i-n钙钛矿太阳能电池(PSCs)的关键,但仍然是一个关键的挑战。基于此,
北京大学
朱瑞
研究员和
龚旗煌
院士、牛津大学
Henry J. Snaith
、剑桥大学
Samuel D. Stranks
、宁波东方理工大学
Bing Han
以及北京航空航天大学所
Deying Luo
(共同通讯作者)等人
报道了一种有效的方法,通过形成一致的晶界来生产高质量的、微米厚的甲脒基钙钛矿薄膜。在稳定的气氛中,高米勒指数取向的晶粒生长在低米勒指数取向的晶粒上。所制备的微米厚钙钛矿薄膜晶界和晶粒增强,具有稳定的材料性能和优异的光电性能。小面积太阳能电池的效率达到了26.1%。1 cm
2
的器件和5 cm×5 cm的微型模块的效率分别为24.3%和21.4%。在稳定的气氛中处理的器件在所有四个季节都具有很高的重现性,同时封装的器件在环境空气中的光和热应力下都表现出优异的长期稳定性。
图文解读
图1-1.最佳厚度预测和厚度控制
图1-2.在微米厚的钙钛矿中设计高米勒指数晶面和DFT计算
图1-3.原子尺度高分辨率Cryo-TEM图像和相干晶界
图1-4.器件性能和稳定性
2、定制的2D钙钛矿在所有钙钛矿串联中实现均匀接触
可伸缩全钙钛矿串联太阳能电池的制造被认为是钙钛矿光伏组件商业化的一个有吸引力的途径。然而,1 cm
2
规模的全钙钛矿串联太阳能电池的认证效率落后于小面积(~0.1 cm
2
)的同类电池,这种性能缺陷源于大规模的宽带隙(WBG)PSCs的不均匀性。其中,已知不均匀性是在底部界面和钙钛矿本身内部引入的。基于此,
南京大学
谭海仁
教授、吉林大学
张立军
教授和剑桥大学
Samuel D. Stranks
(共同通讯作者)等人
报道了不均匀性的另一个关键来源——电子传输层沉积过程中形成的顶部界面(ETL,C
60
)。同时,较差的ETL接口也是限制设备性能的一个重要因素。
作者通过引入4-氟苯乙胺(F-PEA)和4-三氟甲基苯基铵(CF3-PA)的混合物来构建定制的二维(2D)钙钛矿层(TTDL)来解决这个问题,其中F-PEA在表面形成2D钙钛矿,减少了接触损失和不均匀性,CF3-PA增强了电荷的提取和传输。因此,作者在1.77 ev WBG PSCs平方厘米尺度上展示了1.35 V的高开路电压和20.5%的效率。通过与窄带隙钙钛矿亚电池堆叠,实现了1.05 cm
2
的全钙钛矿串联电池,其效率为28.5%(认证为28.2%),是目前所有报道中最高的。本工作展示了处理顶部钙钛矿/ETL接触对于升级钙钛矿太阳能电池的重要性。
图文解读
图2-1.钙钛矿薄膜和器件的均匀性
图2-2.增强均匀性定制2D钙钛矿层的形成机理和功能
图2-3.宽带隙钙钛矿太阳能电池的性能
图2-4.单片全钙钛矿叠层太阳能电池的性能
3
、应变调节延缓钙钛矿太阳能电池的自然运行衰减
在过去的十年中,钙钛矿太阳能电池(pero-SCs)得到了迅速的发展。然而,目前还缺乏系统的研究来探讨硅太阳能电池中使用的工作寿命评估经验规则是否可以应用于pero-SCs。科学家们普遍认为,pero-SCs在昼夜循环中表现出更高的稳定性,这是由于在黑暗中具有自愈作用。基于此,
苏州大学
李耀文
教授和
张晓宏
教授、瑞典林雪平大学
高峰
教授(共同通讯作者)等人
发现高效FAPbI
3
pero-SCs在自然昼夜循环模式下的降解速度要快得多,但这对基于连续模式测试估计pero-SCs使用寿命的广泛接受的方法提出了质疑。结果表明,在连续光照模式下,钙钛矿的晶格应变逐渐减弱,而在循环模式下,晶格应变同步循环。循环模式下的周期性晶格应变导致深阱积累和运行过程中的化学降解,降低离子迁移电位,从而降低器件寿命。作者引入了苯亚硒酰氯(Ph-Se-Cl)来调节钙钛矿在昼夜循环中的晶格应变,在改进后的循环模式下,经认证的效率为26.3%,T
80
寿命提高了10倍。
图文解读
图3-1.更快的PCE衰减和循环晶格应变在昼夜循环工作模式
图3-2.昼/夜循环工作模式下缺陷演化、离子迁移动力学和应力演化
图3-3.通过Ph-Se-Cl改性减轻循环晶格应变
图3-4.
pero-Ph-Se-Cl
基器件的稳定性
文献信息
1. Coherent growth of high-Miller-index facets enhances perovskite solar cells.
Nature
,
2024
, DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-08159-5.
2.
Homogenized contact in all-perovskite tandems using tailored 2D perovskite.
Nature
,
2024
, DOI:
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08158-6.
3.
Strain regulation retards natural operation decay of perovskite solar cells.
Nature
,
2024
, DOI:
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08161-x.
🌐
做计算,找华算
🌐
🔧 我们提供全面的服务,涵盖:催化、电池、材料、生物医药、化学、能源等领域的多尺度理论计算解决方案,提供专业的第一性原理、分子动力学、生物模拟、量子化学、机器学习、有限元仿真等代算服务。
🎯我们的理论计算服务,累计助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果,计算数据已发表在Nature & Science正刊及大子刊、JACS、Angew、PNAS、AM系列等国际顶刊。 👏👏👏
👉 点击阅读原文加我,探索更多优惠💖
http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkzMjM0NDYwOA==&mid=2247570878&idx=1&sn=28c3660cbcf2584e136cff1f003743e8
MS杨站长
华算科技-杨老师讲Materials Studio,DFT计算,分子模拟建模,分子动力学
最新文章
深圳大学,最新Nature Nanotechnology!投稿到接收,刚好1年!
创纪录!最低能耗!西工大&太原理工,最新Angew!
新型催化剂!青岛科大王磊&赖建平,新发AEM!
审稿人一致好评!他,回国6年获「国家杰青」,现任大学常务副校长,新发第19篇Nat. Commun.!
【Lammps】计算发顶刊!Science子刊:基于不同酚类单体的微孔聚芳酯膜用于高效有机溶剂分离
【免费公开课】全流程实操解析过渡态计算,一堂课理清 QE与VASP 计算差异!
首次报道!150次,98.8%!哈工大&上海空间电源研究所,最新EES!
近100%产率!清华王训&刘清达,最新JACS!
强强联手!华东师大「国家杰青」&湖大「国家高层次人才」,最新Angew!
「国家杰青/长江特聘/外籍院士」新发Nature子刊!
3.3万次循环!复旦夏永姚&浙师大黄健航,最新EES!
武汉理工李远志团队,最新AFM!
铁基催化,登顶Nature Catalysis!
【周四19点】直播揭秘:VASP vs QE,全面展示过渡态计算流程!
攻克过渡态计算难关:全流程实操解析,一堂课理清 QE与VASP 计算差异!
中科院上硅所「国家杰青/国重首席科学家」黄富强团队,最新AFM!
4340次!郑大化工学院院长,联手清华「长江学者」,最新Angew!
北京化工大学「国家杰青」,最新AEM!
他,师从院士/杰青,博士毕业3年任清华副教授,7年获「国家优青」,新发JACS!
【MS答疑汇总】第七期!每周十道精选,MS小白福音!
200C,-60℃!打破传统!南开大学陈军院士,最新JACS!
IF=32.4!美国东北大学祝红丽,最新EES!
强强联手!西安交大&伍伦贡大学,最新Nature子刊!
仅3张图,一篇Nature Energy!
理论计算在电池研究中的10大应用与100+案例:吸附、扩散、反应机理、材料改性、界面、结构转变、SEI膜、谱学、电解质、相图计算
锂电池,再登Nature Materials!
他,大连理工「国家杰青」/国重副主任,新发Nature子刊!
746页Materials Studio官方手册、中文版、答疑手册!DFT入门必备!
新突破!安师大盛天&吴正翠,最新Angew!
中科院理化所吴骊珠院士,最新Angew!
武汉大学「国家杰青」,最新EES!
重磅!北航赵立东,第十篇Science!
美国辛辛那提大学刘巍教授,最新JACS!
他,C-H活化第一华人学者,华东师大校友,最新JACS!
重磅!崔屹院士,今日Science!
院士领衔!四川大学/深圳大学,最新Nature子刊!
下载链接!36小时Materials Studio视频:建模、自由能、过渡态、吸附能、结合能、能带、态密度、光学、声子、溶剂化等
国家能源集团,最新Nature!
挂185个作者!全球最大的搜索引擎公司,发Nature!
迄今最高!中科院物理所Nature!
她,「国家优青」,博士毕业三年任985教授,联手院士导师,新发Nature Chemistry!
免费赠送!160页VESTA软件保姆级教程手册!
4页PDF回复审稿人,打破质疑!他,「国家杰青」,联手新晋「国家优青」,再发Nature子刊!
师徒联手!吉大崔小强,联合港城大,最新AFM!
强强联手!北大「国家杰青」&中科大,新发Nature子刊!
杰青领衔!厦门大学,最新Science Advances!
10000个晶体结构CIF文件:MOF、MXenes、催化、电池、二维材料、钙钛矿、金属、纳米管等!
一天三篇Nature!钙钛矿太阳能电池!
FE达150%!南工大陈宇辉&南大闫世成,最新Nature子刊!
IF=38.1!2个人,一篇Nature顶级综述!
分类
时事
民生
政务
教育
文化
科技
财富
体娱
健康
情感
旅行
百科
职场
楼市
企业
乐活
学术
汽车
时尚
创业
美食
幽默
美体
文摘
原创标签
时事
社会
财经
军事
教育
体育
科技
汽车
科学
房产
搞笑
综艺
明星
音乐
动漫
游戏
时尚
健康
旅游
美食
生活
摄影
宠物
职场
育儿
情感
小说
曲艺
文化
历史
三农
文学
娱乐
电影
视频
图片
新闻
宗教
电视剧
纪录片
广告创意
壁纸头像
心灵鸡汤
星座命理
教育培训
艺术文化
金融财经
健康医疗
美妆时尚
餐饮美食
母婴育儿
社会新闻
工业农业
时事政治
星座占卜
幽默笑话
独立短篇
连载作品
文化历史
科技互联网
发布位置
广东
北京
山东
江苏
河南
浙江
山西
福建
河北
上海
四川
陕西
湖南
安徽
湖北
内蒙古
江西
云南
广西
甘肃
辽宁
黑龙江
贵州
新疆
重庆
吉林
天津
海南
青海
宁夏
西藏
香港
澳门
台湾
美国
加拿大
澳大利亚
日本
新加坡
英国
西班牙
新西兰
韩国
泰国
法国
德国
意大利
缅甸
菲律宾
马来西亚
越南
荷兰
柬埔寨
俄罗斯
巴西
智利
卢森堡
芬兰
瑞典
比利时
瑞士
土耳其
斐济
挪威
朝鲜
尼日利亚
阿根廷
匈牙利
爱尔兰
印度
老挝
葡萄牙
乌克兰
印度尼西亚
哈萨克斯坦
塔吉克斯坦
希腊
南非
蒙古
奥地利
肯尼亚
加纳
丹麦
津巴布韦
埃及
坦桑尼亚
捷克
阿联酋
安哥拉