一种长期光照运行稳定的钙钛矿太阳能电池及其制备方法

    公开(公告)号:CN116634824A

    公开(公告)日:2023-08-22

    申请号:CN202310518323.9

    申请日:2023-05-10

    Applicant: 南开大学

    Inventor: 罗景山 王涣涣

    Abstract: 本发明公开了一种长期光照运行稳定的钙钛矿太阳能电池及其制备方法。通过调控结晶过程精确控制钙钛矿薄膜中过量PbI2的分布(避免在光入射面积累),形成非入射光面富PbI2、入射光面无PbI2的光稳定的钙钛矿活性层结构。一方面过量PbI2在表界面或晶界处有助于更长的载流子寿命和减少卤化物空位,充分发挥PbI2的钝化优势,提升器件的光电转化效率;另一方面,钙钛矿太阳能电池的固有光不稳定性主要归因于残留的PbI2,在光照下,PbI2会分解成Pb0和I2,Pb0作为载流子的复合中心,导致非辐射复合的增加和稳定性的降低,同时PbI2光降解的另一种产物I2催化了邻近钙钛矿的降解,导致器件不稳定。通过合理控制PbI2的分布,可以解决由PbI2的光致分解引起的器件稳定性下降的问题,获得长期光照运行稳定的钙钛矿光伏器件。该方案为调控钙钛矿结晶过程及器件长期光照运行稳定性优化提供一个新的思路,加速钙钛矿太阳能电池的产业化进程。

    快速氧化spiro-OMeTAD的方法及太阳能电池

    公开(公告)号:CN113066930B

    公开(公告)日:2022-10-28

    申请号:CN202110270286.5

    申请日:2021-03-12

    Applicant: 南开大学

    Inventor: 罗景山 王涣涣

    Abstract: 本发明公开了一种湿度辅助快速高效氧化spiro‑OMeTAD的方法以及使用所述方法制备的钙钛矿太阳能电池。包括以下步骤:提供旋涂有spiro‑OMeTAD的光电器件;将所述器件置于空气手套箱中氧化0.5~1.5h,氧化的湿度范围为18~35%,氧化的温度范围为15~30℃。本发明所述的spiro‑OMeTAD氧化方法,能够有效的加速spiro‑OMeTAD氧化,减少薄膜针孔,增大薄膜的迁移率,从而让spiro‑OMeTAD在极短时间内即可充分氧化并起到最优空穴传输性能。

    一种原位生成水、热稳定的钝化层及具有钝化层的钙钛矿太阳能电池

    公开(公告)号:CN113224239B

    公开(公告)日:2022-11-25

    申请号:CN202110273934.2

    申请日:2021-03-15

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本发明公开了一种原位生成具有自限制效应的水、热稳定的卤化铅基有机无机杂化材料钝化层及具有钝化层钙钛矿太阳能电池的制备,通过旋涂或浸泡法在钙钛矿表面引入相应有机盐配体与钙钛矿中的碘化铅原位反应生成一层致密的水、热稳定性的钝化层材料;该反应可同时应用于钙钛矿太阳能电池正式和反式结构中,使用范围广,具有自限制效应;并且卤化铅基有机无机杂化材料的有机分子与无机网络间通过化学键,如共价键、氢键、离子键等,使得杂化配合物材料在“分子水平上”复合,在分子水平上融合两个组分优点,具有优异的钝化缺陷作用,降低非辐射复合,器件能表现出更高的开路电压和填充因子,因此具有更高的光电转换效率;且卤化铅基有机无机杂化钝化层材料由于优异的本征水、热稳定性,能明显提高钙钛矿的湿热稳定性。该方案有利于开辟一种新的钝化材料的思路,加速钙钛矿的商业化进展。

    一种原位生成水、热稳定的钝化层及具有钝化层的钙钛矿太阳能电池

    公开(公告)号:CN113224239A

    公开(公告)日:2021-08-06

    申请号:CN202110273934.2

    申请日:2021-03-15

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本发明公开了一种原位生成具有自限制效应的水、热稳定的卤化铅基有机无机杂化材料钝化层及具有钝化层钙钛矿太阳能电池的制备,通过旋涂或浸泡法在钙钛矿表面引入相应有机盐配体与钙钛矿中的碘化铅原位反应生成一层致密的水、热稳定性的钝化层材料;该反应可同时应用于钙钛矿太阳能电池正式和反式结构中,使用范围广,具有自限制效应;并且卤化铅基有机无机杂化材料的有机分子与无机网络间通过化学键,如共价键、氢键、离子键等,使得杂化配合物材料在“分子水平上”复合,在分子水平上融合两个组分优点,具有优异的钝化缺陷作用,降低非辐射复合,器件能表现出更高的开路电压和填充因子,因此具有更高的光电转换效率;且卤化铅基有机无机杂化钝化层材料由于优异的本征水、热稳定性,能明显提高钙钛矿的湿热稳定性。该方案有利于开辟一种新的钝化材料的思路,加速钙钛矿的商业化进展。

    一种快速氧化spiro-OMeTAD的方法及使用所述方法制备的钙钛矿太阳能电池

    公开(公告)号:CN113066930A

    公开(公告)日:2021-07-02

    申请号:CN202110270286.5

    申请日:2021-03-12

    Applicant: 南开大学

    Inventor: 罗景山 王涣涣

    Abstract: 本发明公开了一种湿度辅助快速高效氧化spiro‑OMeTAD的方法以及使用所述方法制备的钙钛矿太阳能电池。包括以下步骤:提供旋涂有spiro‑OMeTAD的光电器件;将所述器件置于空气手套箱中氧化0.5~1.5h,氧化的湿度范围为18~35%,氧化的温度范围为15~30℃。本发明所述的spiro‑OMeTAD氧化方法,能够有效的加速spiro‑OMeTAD氧化,减少薄膜针孔,增大薄膜的迁移率,从而让spiro‑OMeTAD在极短时间内即可充分氧化并起到最优空穴传输性能。

Patent Agency Ranking