環(huán)境下交變場(chǎng)控制鈣鈦礦的光伏性能
發(fā)布時(shí)間：2020-08-28 作者：Giruy 分享到：
近年來(lái)，雜化金屬鹵化物鈣鈦礦以其在高吸光度、高載流子遷移率、帶隙可調(diào)等方面的優(yōu)勢(shì)，在**的光電子器件中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。然而，鈣鈦礦太陽(yáng)電池要進(jìn)入下一步的產(chǎn)業(yè)化，環(huán)境穩(wěn)定性還存在很大的挑戰(zhàn)。為了生長(zhǎng)更加優(yōu)質(zhì)的鈣鈦礦薄膜，以提高其穩(wěn)定性，主流的化學(xué)試劑處理方法，除了繁瑣的工藝外，還存在產(chǎn)生對(duì)環(huán)境污染的化學(xué)廢液；并且它們的形成強(qiáng)烈依賴于由濃度梯度確定的機(jī)械力或熱擴(kuò)散，材料組分或形式的任何變化都可能導(dǎo)致后處理甚至整個(gè)方法的巨大差異。對(duì)于可擴(kuò)展、穩(wěn)定和適用的設(shè)備而言，這是不可避免的障礙。
為了解決這一難題，上海交通大學(xué)太陽(yáng)能研究所沈文忠教授、劉洪博士課題組首次在環(huán)境條件下采用低頻交變電場(chǎng)（AEF）實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦太陽(yáng)電池19.08%的轉(zhuǎn)換效率，并且器件體現(xiàn)出**的穩(wěn)定性。研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新穎而又簡(jiǎn)便易行，且不會(huì)產(chǎn)生多余有毒廢液的綠色物理場(chǎng)調(diào)控AEF法。通過(guò)調(diào)控物理場(chǎng)，可以**地影響鈣鈦礦晶粒、晶疇尺寸。不僅如此，場(chǎng)強(qiáng)還可以對(duì)微晶的織構(gòu)和晶格常數(shù)產(chǎn)生**的影響；更為重要的是，離子運(yùn)動(dòng)也同薄膜形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變化相互得到驗(yàn)證，最后得到了更大晶粒，更小缺陷的鈣鈦礦薄膜；空氣中，MAPbI3的反式結(jié)構(gòu)（P-I-N）器件中，通過(guò)匹配器件的能帶結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)19.08%的效率；并且與對(duì)照樣品相對(duì)比，AEF器件穩(wěn)定性也得到了很大的提高。
基于這項(xiàng)研究，作者揭示了AEF輔助粒子運(yùn)動(dòng)在鈣鈦礦成核中的重要性，為生長(zhǎng)出優(yōu)質(zhì)的鈣鈦礦薄膜開(kāi)辟了一種新的途徑。相關(guān)論文近日以back cover形式發(fā)表在Advanced Functional Materials上（DOI: 10.1002/adfm.202004652）。論文**作者為博士研究生程振東，劉洪博士和沈文忠教授為該論文的共同通訊作者。
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