电子科技大学李世彬最新EES:亲电分子诱导的π-π相互作用降低空穴传输层的能量无序性,实现高效钙钛矿太阳能模组

百科   2024-09-05 23:35   北京  

     聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺(PTAA)通常用作反式钙钛矿太阳能电池中的共空穴传输层。它可以有效提高NiOx的空穴传输能力并阻碍 NiOx与钙钛矿之间的界面反应。然而,PTAA的能量无序和高疏水性会影响电荷传输和优质钙钛矿薄膜的形成,进一步限制钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的提高。鉴于此,2024年9月5日电子科技大学Shihao Yuan&李世彬于EES刊发亲电分子诱导的π-π相互作用降低空穴传输层的能量无序性,实现高效钙钛矿太阳能模组的研究成果,探索将亲电分子与PTAA共组装以降低能量无序并提高异质结界面的质量。在这些亲电分子中,2,6-二氟-3-硝基苯甲腈(FCNO2)根据第一性原理表现出最大的亲电能力,通过与PTAA建立最强的π-π相互作用有效促进分子堆积。这种相互作用促进了PTAA和FCNO2之间的电荷转移,进一步提高了空穴迁移率和能级,并重新排序了分子链,从而降低了PTAA的能量无序性。此外,FCNO2掺杂的PTAA还降低了成核的自由能垒,有助于获得无针孔的钙钛矿层底表面。因此,最佳钙钛矿太阳能模块(PSM)实现了20.6%的光电转换效率(认证值为 20.1%,57.3 cm2),这是有效面积超过50 cm2的反式钙钛矿太阳能模组的最高纪录。此外,在1个太阳光照下连续运行1500小时后,所得钙钛矿太阳能模组仍能保持其原始效率的94%。研究结果表明,通过共组装策略应用高亲电性分子来减少有机电荷传输层中的能量无序是提高钙钛矿太阳能模组性能的有效方法。

原文:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/ee/d4ee03173c

钙钛矿方向课题组网站
NREL网站:https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html
Gratzel课题组网站:http://lpi.epfl.ch/publications
Snaith课题组网站:https://www2.physics.ox.ac.uk/contacts/people/snaith/publications
YangYang课题组网站:https://yylab.seas.ucla.edu/publications.html
黄劲松课题组网站:https://huangjinsong.wixsite.com/group/publications
李美成课题组网站:https://nemd.ncepu.edu.cn/
戚亚冰课题组网站:https://groups.oist.jp/emssu/publications
周欢萍课题组网站:https://happyzhou.wixsite.com/happylabs
金松课题组网站:https://jin.chem.wisc.edu/content/song-jin
陈棋课题组网站:https://cheerslab.net/
丁黎明课题组网站:http://www.nanoctr.cn/opv/yjcg/
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张春福课题组网站:https://web.xidian.edu.cn/cfzhang/
Jin Young Kim 课题组网站:https://ngel.unist.ac.kr/papers/
Nam-Gyu Park课题组网站:http://ngpl.skku.edu/sub/sub04_01.php?cat_no=37&sNum=1
叶轩立课题组网站:https://www.yipgroup.info/research
唐江课题组网站::http://tfsc.wnlo.hust.edu.cn/info/1153/1594.htm
Sargent课题组网站:https://light.utoronto.ca/publications/2021-1/
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周圆圆课题组网站:https://www.alvinyzhou.com/all-papers
王漾课题组网站:https://www.x-mol.com/groups/steven_wangyang
陈树林(钙钛矿透射电子显微学)网站:http://grzy.hnu.edu.cn/site/index/chenshulin

赵清课题组网站:http://faculty.pku.edu.cn/~vuaQVn/zh_CN/index.htm

钙钛矿LED世界记录每日更新

钙钛矿LED最高EQE12.2%    保持团队:中国华南理工大学陈梓铭&叶轩立团队  更新时间:2021年1月4日

蓝光钙钛矿LED最高EQE26.4%    保持团队浙江大学狄大卫&叶志镇&戴兴良团队  更时间:2024年7月17日
红光钙钛矿LED最高EQE25.8%   保持团队: 中科院半导体所游经碧&张兴旺团队  更新时间:2022年7月20日
绿钙钛矿LED最高EQE30.84%    保持团队:厦门大学宣曈曈&解荣军及其合作团队中国计量大学王乐   更新时间:2023年5月29日
大面积绿光准二维钙钛矿LED最高EQE16.4%(9.0 cm2   保持团队: 南开大学袁明鉴团队  更新时间:2021年4月13日
全无机绿光钙钛矿LED最高EQE16.45%   保持团队: 华侨大学魏展画团队及其合作团队南方科技大学Dan Wu&Kai Wang团队  更新时间:2021年4月1
钙钛矿LED稳定性记录半衰期2400小时   保持团队:加拿大多伦多大学Sargent团队  更新时间:2021年9月20日


钙钛矿太阳能电池世界记录每日更新

钙钛矿太阳能电池最高认证光电转化效率26.81%    保持单位: 苏州大学王照奎和河南大学李萌

钙钛矿/硅叠层太阳能电池最高认证光电转化效率34.6%   保持单位:隆基

钙钛矿/CIGS叠层太阳能电池最高认证光电转化效率24.2%   保持单位:德国柏林亥姆霍兹研究中心(HZB)
1cm² 钙钛矿太阳能电池最高光电转化效率25.64%   保持单位:光因科技
22.96cm² 钙钛矿太阳能电池最高光电转化效率23.28%   保持单位:

扬州大学丁建宁&常州大学袁宁一 更新时间:2024年5月14日

209.39cm² 钙钛矿太阳能电池最高光电转化效率19.91%   保持单位:韩国化学技术研究院Nam Joong Jeon&Jangwon Seo
900cm² 钙钛矿太阳能电池最高光电转化效率22.86%   保持单位:脉络能源
户内光伏最高效率44.72%   保持团队:中国暨南大学王有生&麦耀华团队  更新时间:2024年1月12日

钙钛矿室内光伏组件最高认证孔径面积效率34.94%/国家光伏产业计量测试中心认证(12.80 cm2) 保持团队:暨南大学麦耀华教授团队 

钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池最高光电转化效率/JET认证28.2%  (1.038cm2)   保持团队:南京大学&仁烁光电
钙钛矿/钙钛矿叠层太阳能电池最高认证效率30.1%(0.04934cm2    保持团队:南京大学&仁烁光电
钙钛矿太阳能电池光致降解(LID)稳定性:通过IEC61215:2016测试标准,500h仅衰减初始效率的5%
钙钛矿整合电池最高效率24%   保持团队:南方科技大学徐保民团队&郭旭岗团队&Xingzhu Wang团队&北卡黄劲松团队  更新时间:2022年8月18日

露天制备钙钛矿太阳能电池最高效率25.74%   保持团队:中国华北电力大学李美成团队  更新时间:2024年3月26日

钙钛矿太阳能电池低温运行最高效率26.12  保持团队:中国陕西师范大学赵奎团队  更新时间:2023年8月31日
两步法钙钛矿太阳能电池最高效率25.6%   保持团队:中科院半导体所游经碧团队   更新时间:2022年7月28日
反式钙钛矿太阳能电池最高效率26.9%  保持团队:美国西北大学&加拿大多伦多大学Sargent团队   
卷对卷反式钙钛矿太阳能电池最高效率12%  保持团队:澳大利亚英联邦科学与工业研究组织 (CSIRO)Dechan Angmo团队及其合作团队莫纳什大学Joanne Etheridge团队   更新时间:2021年12月15日
钙钛矿单晶反式器件最高效率22.8%   保持团队:沙特阿拉伯王国阿卜杜拉国王科技大学Osman M. Bakr团队  更新时间:2021年2月23日
基于TiO2的平面钙钛矿太阳能电池中最高的效率24.8%   保持团队:华北电力大学李美成团队  更新时间:2022年8月4日

锡铅混合钙钛矿太阳能电池最高效率24.13%  保持团队:上海交通大学陈汉松团队  更新时间:2024年8月12日

宽带隙钙(1.67 eV)钛矿太阳能电池最高效率23.1%  保持团队:武汉大学王植平  更新时间:2023年12月7日

柔性钙钛矿太阳能电池最高效率24.9%   保持团队:苏州大学许桂英&李耀文
  更新时间:2024年5月11日
二维钙钛矿太阳能电池(n=5)最高效率22.26%  保持团队:韩国成均馆大学Nam-Gyu Park团队  更新时间:2022年1月24日
FAPbI3最高开路电压1.18V    保持团队:韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)Changduk Yang团队    更新时间:2020年9月25日 
CsPbI3最高开路电压1.33V   保持团队:中国中科院半导体所游经碧团队  更新时间:2020年11月23日

CsPbBr3最高开路电压1.702V   保持团队:中国暨南大学段加龙&唐群委团队  更新时间:2021年8月8日

CsPbI2Br最高开路电压1.45V   保持团队:德国埃尔兰根-纽伦堡大学Ning Li&Christoph J. Brabec团队   更新时间:2022年10月24日

CsPbIBr2最高开路电压1.54V   保持团队:本横滨大学Zhanglin Guo&Tsutomu Miyasaka团队  更新时间:2022年8月21日

无掺杂空穴传输材料正式器件最高效率24.6%   保持团队:韩国高丽大学Eui Hyuk Jung&Jun Hong Noh团队    更新时间:2021年3月2日 

金属有机物无掺杂空穴传输材料钙钛矿太阳能电池最高效率21.3%  保持团队:韩国蔚山国家科学技术研究所Sang Il Seok团队   更新时间:2021年12月8日

小分子无掺杂空穴传输材料反式器件最高效率23.9%  保持团队:厦门大学王漾&杨丽&张金宝团队&南方科技大学郭旭岗团队  更新时间:2022年12月14日

锡基钙钛矿太阳能电池最高效率14.81%    保持团队:中国南方科技大学祝兵团队  更新时间:2021年7月23日

CsPbI3钙钛矿太阳能电池最高效率21.8%     保持团队:陕西师范大学田庆文&刘生忠    更新时间:2023年5月25日

CsPbI3钙钛矿量子点太阳能电池最高效率16.21%  保持团队:中国北京航天航空大学张晓亮团队    更新时间:2021年7月9日

CsPbBr3钙钛矿太阳能电池最高效率11.08%     保持团队:中国暨南大学段加龙&唐群委团队    更新时间:2021年8月8日
CsSnI3钙钛矿太阳能电池最高效率11.21%     保持团队:华南理工严克友   更新时间:2023年3月30日
FASnI3钙钛矿太阳能电池最高效率14.3%     保持团队:上海科技大学宁志军&米启兮团队   更新时间:2022年5月24日
喷涂钙钛矿太阳能电池最高效率19.4%   保持团队:英国谢菲尔德大学David G. Lidzey团队  更新时间:2020年4月20日 

狭缝涂布钙钛矿太阳能电池最高效率22.7%  保持团队:大连化学物理研究所的王凯&刘生忠团队  更新时间:2020年10月20日

刮涂钙钛矿太阳能电池最高效率23.19%   保持团队:香港理工大学刘宽&李刚团队及其合作团队黄勃龙团队  更新时间:2022年3月14日 

CVD沉积钙钛矿太阳能电池最高效率21.98%   保持团队:日本冲绳科学技术大学院大学(OIST)戚亚冰教授团队&合肥工业大学童国庆教授团队  更新时间:2023年4月14日 

真空沉积钙钛矿太阳能电池最高效率24.4%  保持团队:清华大学易陈谊团队  更新时间:2022年7月15日 

碳电极钙钛矿太阳能电池最高效率22.2%     保持团队:华中科技大学韩宏伟团队  更新时间:2024年3月14日

无HTM碳电极全无机钙钛矿太阳能电池最高效率19.08%(认证效率18.7%)  保持团队:华南农业大学饶华商&钟新华团队  更新时间:2024年6月17日

CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池最高效率12.05%  保持团队:中国暨南大学段加龙&唐群委团队 更新时间:2022年4月22日
无HTM碳电极钙钛矿太阳能电池最高效率20.1%  保持团队:华南农业大学潘振晓&钟新华  更新时间:2024年5月31日
无HTM锡基钙钛矿太阳能电池最高效率10.11%  保持团队:日本东京大学韩礼元团队 更新时间:2021年9月9日
无ITO钙钛矿太阳能电池最高效率19%  保持团队:英国萨里大学S. Ravi P. Silva&Wei Zhang团队及其合作团队中科院金属所Pengxiang Hou&Hui-Ming Cheng团队  更新时间:2021年6月27日

CsPbI3钛矿太阳能电池反式器件最高效率20.6%   保持团队:陕西师范大学向万春&刘生忠  更新时间:2023年6月6日

CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池最高效率18.14%   保持团队:北京化工大学李明华&化学所胡劲松  更新时间:2024年1月17日

钙钛矿量子点太阳能的最高认证效率16.6%/Newport 认证(0.058cm2 保持团队:澳大利亚昆士兰大学王连洲团队  更新时间:2020年1月20日

钙钛矿量子点太阳能电池的最高效率17.39%   保持团队:美国国家可再生能源实验室Joseph M. Luther团队  更新时间:2019年6月28日

双钙钛太阳能电池的最高效率6.37%   保持团队:北京工业大学卢岳&隋曼龄团队及其合作团队北京计算科学研究中心魏苏淮团队  更新时间:2022年6月13日

       注:每个蓝色文字部分都带有超链接,超链接每篇都有参考文献,这里就不一一标注参考文献了。
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