EMD | 陈江照/张善勇/于月等综述:宽带隙混合卤化物钙钛矿太阳能电池中的光诱导相分离

文摘   2024-06-27 09:00   北京  

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1、导读>>


宽带隙(WB)混合卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)在钙钛矿基串联太阳能电池(TSCs)中起着至关重要的作用,使它们能够超越单结太阳能电池的Shockley-Queisser极限。本文针对宽带隙钙钛矿太阳能电池中的光诱导相分离问题进行了详细分析与总结,系统讨论了宽带隙钙钛矿中光诱导相分离的机制、相分离的表征技术以及抑制相分离的策略。对促进宽带隙钙钛矿材料的发展及应用具有重要意义。

全文已在线发表于本刊2024年第2期,开放获取(Open Access),免费下载。欢迎阅读、分享!请点击最下方"阅读原文”查看更多。

Citation:

Yu Y, Liu X, Zhang S, et al. Photoinduced phase segregation in wide-bandgap mixed-halide perovskite solar cells. Energy Materials and Devices2024, 2(2): 9370037.

DOI:

https://doi.org/10.26599/EMD.2024.9370037

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2、背景介绍>>


宽带隙钙钛矿是制备多结叠层电池、光伏建筑一体化的最佳候选者。然而,这些由混合卤化物策略制成的宽带隙钙钛矿在连续光照下存在严重的相偏析,从而形成高带隙富Br钙钛矿和低带隙富I钙钛矿,这种现象导致了相应钙钛矿器件的开路电压损失和不稳定性,使得WB光伏器件难以保持高效率和稳定性。从而限制了WB钙钛矿单结和叠层电池的应用。本文针对宽带隙钙钛矿太阳能电池中的光诱导相分离问题进行了详细分析与总结,系统讨论了宽带隙钙钛矿中光诱导相分离的机制、相分离的表征技术以及抑制相分离的策略。这些策略主要集中在组分控制、结晶调节、缺陷钝化以及维度调节等,并对宽带隙钙钛矿未来发展前景和潜在方向进行了讨论,以促进高效、稳定宽带隙钙钛矿太阳能电池的进一步发展





3、图文介绍>>


本文探讨了抑制宽带隙混合卤化物钙钛矿太阳能电池中的光诱导相分离方法,包括组分工程、结晶调控、缺陷钝化、维度工程等。介绍了相分离的表征技术。最后,对宽带隙卤化物钙钛矿太阳能电池中的相分离现象进行了总结,并展望了WB混合卤化物钙钛矿的未来研究方向及应用前景。








图1.  WB钙钛矿的光致相偏析及其抑制策略示意图


4、总结与展望>>


混合卤化物WB PSCs在钙钛矿基串联太阳能电池中引起了广泛的关注。然而,WB钙钛矿的光致相偏析仍然是阻碍 串联太阳能电池PCE稳定性和进一步提高的最严重问题。在这篇综述中,我们首先总结了目前普遍存在的光诱导相偏析的可能机制或理论模型。然后,我们讨论了相分离对WB钙钛矿器件性能的影响,以及用于表征相分离的各种先进表征技术。并展望了WB混合卤化物钙钛矿的未来研究方向。




5、通讯作者>>


陈江照,昆明理工大学教授,博士生导师。长期从事新能源材料与器件研究,共发表SCI论文113篇,总引用9000余次,H index为40。其中,以第一或通讯作者身份发表SCI论文89篇,包括Nature EnergyAdv. Mater.Energy Environ. Sci.Angew. Chem. Int. Ed.等期刊论文,ESI高被引论文21篇,ESI热点论文6篇。以第一发明人获授权发明专利7项。作为主编出版英文专著3部和中文专著4部。主持国家自然科学基金面上、兵团重点领域科技攻关计划项目等科研项目8项。获得2023年全球前2%顶尖科学家、新疆天池英才特聘教授、昆明理工大学拔尖人才、重庆大学百人等奖励与荣誉10余项。担任NatureNat. Rev. Phys.Joule等50余本学术期刊的审稿人。担任Nano-Micro Lett.Carbon EnergySmartMatSci. China-Mater.等9本期刊的青年编委、Advanced Materials Science and Technology编委、先进储能材料与技术兵团重点实验室学术委员会委员及石河子大学客座教授。

张善勇(Sam Zhang),教授,博士生导师。2023年加盟哈尔滨工业大学。研究兴趣为硬且韧的红外透明材料,纳米材料硬质薄膜与图层以及能源薄膜/太阳能电池。发表论文400余篇,被引用13,461次,H-index 62,著书/编书16部。入选2022和2023全球2%顶尖科学家,全球终身科学影响力榜单。担任Nanoscience and Nanotechnology Letters期刊创刊主编(2008–2015),Journal of Materials ResearchSurface and Coatings Technology期刊编委,国际薄膜学会(Thin Films Society,http://www.thinfilms.sg)创始人和现任会长。



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