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研究背景與困難點(diǎn) 鈣鈦礦太陽能電池雖然發(fā)展迅速,但其開路電壓仍顯著落后于理論Shockley–Queisser極限,成為限制效率提升的關(guān)鍵瓶頸。造成電壓損失的主要原因包括:關(guān)鍵界面處的能量層不匹配和過度的非輻射復(fù)合。特別是在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,SnO2電子傳輸層表面的未配位Sn2+ (Sn–OH)形成淺陷阱位點(diǎn),嚴(yán)重?fù)p害電子傳輸效率。這些界面缺陷不僅降低器件性能,還加速鈣鈦礦在熱和濕氣環(huán)境下的降解,導(dǎo)致長期操作穩(wěn)定性不足。 研究團(tuán)隊(duì)及重要成果這項(xiàng)突破性的研究
研究困難與挑戰(zhàn)寬能隙 (WBG) 子電池中,作為空穴傳輸層的氧化鎳 (NiOx) 與自組裝單分子層 (SAMs) 之間的接口接觸問題,嚴(yán)重限制了器件的效率和穩(wěn)定性。現(xiàn)有技術(shù)存在以下主要挑戰(zhàn):•NiOx腐蝕問題:傳統(tǒng)上廣泛使用的SAMs,例如含有磷酸(PA)作為錨定基團(tuán)的 SAMs (PA-SAMs),其酸性較強(qiáng),容易腐蝕具有化學(xué)反應(yīng)性的NiOx層,會損害NiOx層的完整性和功能,進(jìn)而削弱器件的穩(wěn)定性。•SAM分子聚集與接口問題: 傳統(tǒng)SAMs分子在NiOx表面容易發(fā)生聚集
研究困難與挑戰(zhàn) 現(xiàn)有的高效電荷選擇性接觸層(如自組裝單分子層,SAMs)多針對窄能隙鈣鈦礦太陽能電池進(jìn)行優(yōu)化,其能階特性并未為寬能隙(WBG)鈣鈦礦量身設(shè)計(jì)。這種接口能階失配導(dǎo)致嚴(yán)重的非輻射復(fù)合,直接造成開路電壓損失與填充因子降低,嚴(yán)重限制了器件的整體功率轉(zhuǎn)換效率。本研究的核心挑戰(zhàn)在于如何系統(tǒng)性且精確地調(diào)控SAM能階,使其與WBG鈣鈦礦層達(dá)到最佳匹配,從而降低接口復(fù)合損失、提升電荷萃取效率,改善WBG鈣鈦礦子電池及疊層電池的整體性能。 研究團(tuán)隊(duì)與發(fā)表
研究成就與重點(diǎn)鈣鈦礦太陽能電池 (PSCs) 效率顯著提升,但開路電壓(VOC)仍低于理論極限。這主要源于能量層級不匹配及關(guān)鍵接口(特別是SnO2/鈣鈦礦埋藏界面)的非輻射復(fù)合損失。埋藏接口的缺陷是主要問題,精準(zhǔn)調(diào)控此接口是提升 PSCs 性能的關(guān)鍵。這項(xiàng)發(fā)表于國際頂尖期刊Advanced Materials (Adv. Mater.)的研究,由香港理工大學(xué)的李剛(Gang Li)教授和Kuan Liu教授團(tuán)隊(duì),以及香港大學(xué)的 Jinyao Tang教授和Mingliang
研究成就與看點(diǎn)針對鈣鈦礦太陽能電池中埋藏接口的優(yōu)化研究,華中科技大學(xué)陳煒教授和劉宗豪教授,攜手深圳職業(yè)技術(shù)大學(xué)Jingbai Li教授團(tuán)隊(duì)取得了重大突破,深入探討了混合自組裝單分子層(SAMs)在沉積過程中的分子間相互作用機(jī)制,這項(xiàng)研究發(fā)表于頂級期刊《Nature Communications》,標(biāo)題為《Modulating the competitive adsorption of hybrid self-assembled molecules for efficient wide-bandg
研究成就與看點(diǎn)由華僑大學(xué)的魏展畫教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo),發(fā)表于頂刊《Nature Communications》,文章主題為《Ultrathin polymer membrane for improved hole extraction and ion blocking in perovskite solar cells》。針對目前高效能n-i-p型鈣鈦礦太陽能電池長期運(yùn)行壽命受限的問題,該問題主要源于鈣鈦礦與摻雜的電洞傳輸層(HTL)異質(zhì)結(jié)中的離子擴(kuò)散,這會導(dǎo)致HTL的電導(dǎo)率下降和鈣鈦礦組分的損失。為了