金属所等《AFM》:19%!实现这类钙钛矿太阳能电池最高效率 2024-08-02 02:17:19 开发清洁、可持续的能源以满足日益增长的能源需求和减少二氧化碳排放是全球面临的最紧迫的挑战之一。使用光伏(PV)太阳能电池直接从太阳获取能量是一种理想的解决方案。到目前为止,钙钛矿型太阳能电池(PSC)在过去十年中取得了前所未有的进步,经认证的功率转换效率(PCE)高达25.5%,这代表着未来光伏器件的一个有前途的方案。金属卤化物钙钛矿材料具有带隙可调、吸收系数高、载流子迁移率高、电荷扩散长度长等一系列突出特点,加上材料成本低廉、制备工艺简单,因此PSCs得到快速发展。然而,窗口电极的环境稳定性差和制造成本高是阻碍其商业化的瓶颈。来自英国萨里大学、中科院金属所等单位的研究人员,介绍了一种解决这些瓶颈的策略,通过一种简单的转移技术用单壁碳纳米管(SWCNTs)薄膜取代昂贵的铟锡氧化物(ITO)窗口电极,这种薄膜由富含地球的元素组成,具有优异的化学和环境稳定性。得到的器件在刚性衬底上的PCE为19%,这是迄今为止报道的不含ITO的PSC的最高值。论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202104396单壁碳纳米管的简易方法还可以应用于柔性PSC(f-PSC),由于单壁碳纳米管具有优异的机械性能,提供了约18%的PCE值,与基于ITO基的同类产品相比具有卓越的机械稳健性。基于单壁碳纳米管的PSCs在大面积(本工作中为1cm2有效面积)上也表现出令人满意的性能。此外,这些基于单壁碳纳米管的PSC在暴露在空气中超过700h后可以保持原始PCE的80%以上,而基于ITO的器件仅保持初始PCE的60%。这项工作为加快无ITO PSCs的商业化进程、降低材料成本和延长使用寿命铺平了一条充满希望的道路。总之,本文已经通过简单的干转移技术在刚性和柔性基板上制备了高效的无 ITO PSC,其中小束 SWCNT 薄膜作为窗口电极。PSC 显示出改善的环境稳定性和机械强度。基于大面积 SWCNT 的 PSC 也展示了可观的器件性能。更重要的是, SWCNT薄膜的使用大大降低了窗口电极的材料成本并简化了制造程序。未来在高度透明和导电的 SWCNT 薄膜的可扩展制备方面的工作将进一步验证它们作为传统 TCO 基材料的有前途的替代品,从而用于一系列光伏和光电应用。(文:SSC) 图1.a)部分覆盖萨里大学徽标的玻璃(左)和笔基板(右)上的单壁碳纳米管胶片和转印单壁碳纳米管的干法转移过程。 图2.a)原始SWCNT/p-PVK、HNO3掺杂SWCNT/p-PVK和HNO3掺杂SWCNT/Cu:NiOX/p-PVK的光致发光光谱。 图 3. a) 基于 SWCNT 的 PSC 示意图。b) 基于SWCNT 的 PSC 的横截面 SEM 图像(比例尺 = 100 nm)。 图4.a)基于SWCNT的champion f-PSC的J-V曲线。b)ITO基和SWCNT基f-PSCs(未封装)在25°C、相对湿度为35%±5%的空气中的环境稳定性跟踪。 赞 (0) 相关推荐 最新Science:钙钛矿-基底界面稳定性不好,换个溶剂试试 通讯作者:黄劲松 通讯单位:北卡罗来纳大学 钙钛矿太阳能电池(PSC)的功率转换效率(PCE)已超过小面积单电池的25%和钙钛矿-硅串联电池的29%.它的界面决定着PSC效率和稳定性等,但钙钛矿-基底 ... 【检测表征】用于新型纳米碳材料的先进机械测试技术 碳纳米管(CNT)是圆柱状的纳米级中空管,由一层或多层碳原子组成.碳纳米管通过sp²键与它们的结构单元石墨烯化学键合,再加上它们通过范德华力自然缠结在一起,导致了超高强度和低重量的特性.同时结合CNT ... 二氧化钛电子传输层制备的最高效双钙钛矿太阳能电池 全文速览 双钙钛矿Cs2AgBiBr6由于具有良好的稳定性以及无铅等优势,已经在理论和实验方面被证明是一种潜在的光伏材料.但由于其禁带宽度较大,只能吸收较短波长范围内的光子,限制了基于其制备的太阳能电 ... 打印的基于单壁碳纳米管的焦耳加热器件集成作为高级复合材料中的功能层 近日,希腊约阿尼纳大学的Alkiviadis S. Paipetis等相关研究人员报道了新型印刷单壁碳纳米管(SWCNT)电热焦耳加热装置的设计和制造.该器件直接沉积在单向(UD)玻璃纤维(GF)织物 ... 引领市场的锂电池导电剂——碳纳米管 作为一种结构特殊的新型碳材料,碳纳米管具有优异的机械性能和电化学性能,一直在各领域备受关注.在锂电池的应用中,碳纳米管作为导电剂时,其独特的网络结构不仅能够有效地连接更多的活性物质,出色的电导率也可以 ... 西班牙马德里坎托布兰科校区Enrique Burzurí 课题组--单壁碳纳米管封装自旋交叉分子的自旋态相关电导率 自旋交叉(SCO)分子由于在多种刺激下具有改变自旋状态的能力,因此有望成为纳米级磁开关.但是,SCO系统在缩小为纳米级自旋电子器件时会面临瓶颈:纳米级的不稳定性,绝缘特性以及在纳米级器件中放置纳米晶体 ... 俄罗斯彼得堡理工大学Dmitry Mitin课题组--优化图案化单壁碳纳米管薄膜的光电性能 这里,提出了一种新的策略来增强单壁碳纳米管(SWCNT)薄膜的光电性能,从而用于透明电极当中.首先,从理论上考虑了导电模式几何形状对胶片品质因数的影响,然后进行实验检验了所计算的结构.研究结果表明,结 ... 希腊约阿尼纳大学---打印的基于单壁碳纳米管的焦耳加热器件集成为高级复合材料中的功能层 这项工作报告了新型印刷单壁碳纳米管(SWCNT)电热焦耳加热装置的设计和制造.该器件直接沉积在单向(UD)玻璃纤维(GF)织物上.GF-SWCNT焦耳加热器在制造过程中作为"系统" ... 美国马里兰大学Hsin-Yun Chao等--通过原位观测和建模确认单壁碳纳米管的生长及其构效关系 这里通过环境透射电子显微镜原位成像,在单壁碳纳米管(SWCNT)生长期间,揭示了钴(Co)催化剂的结构和相转变生长.纳米管生长期间,使用米勒指数分析了结构来确定平面的类型,是否有利于纳米管从Co催化剂 ... 纳米材料研究领先机构——沈阳材料科学国家研究中心 ···· 沈阳材料科学国家研究中心(以下简称"国研中心")于2017年11月21日由科技部正式批准组建,并于2018年4月14日正式通过科技部组织的国研中心组建实施方案专家论证会. ...