FAPbI/CsPbI3/QD太陽(yáng)能電池薄膜/聚氯乙烯/鈣鈦礦晶體材料/聚苯乙烯/鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

鈣鈦礦量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的壽命提高策略

基于鈣鈦礦QD的太陽(yáng)能電池是相對(duì)較新的技術(shù)，報(bào)告的CsPbI 3 QD器件的PCE達(dá)到13.43％，報(bào)道了使用混合Cs 0.5 FA 0.5 PbI 3 QD制造的PeQDSC的當(dāng)前認(rèn)證效率記錄,，其PCE達(dá)到16.6％，轉(zhuǎn)化為在短短三年內(nèi)效率相對(duì)提高了123％,。還研究了其他鈣鈦礦成分。例如,，已有報(bào)道調(diào)查CsPbBr 3或CsPbBrI 2PeQDSC,，但是由于帶隙較大，其性能相對(duì)較低,?；旌嫌袡C(jī)-無(wú)機(jī)鈣鈦礦的組合物如FAPbI 3個(gè)量子點(diǎn)也已被用作在設(shè)備光敏吸收劑，無(wú)論是對(duì)自己或與CsPbI組合3的QD,。

文獻(xiàn)中報(bào)道的絕大多數(shù)PeQDSC具有幾個(gè)共同的特征,。較常用的活性材料是CsPbI 3 QD，因?yàn)槠鋷斗浅＿m合吸收太陽(yáng)波長(zhǎng),，從而產(chǎn)生更高的光電流,。另一個(gè)相似之處是設(shè)備架構(gòu)。大多數(shù)設(shè)備使用透明的TiO 2或SnO 2 ETL,，并帶有2,2',，7,7'-四烷基[ N，N-二（4-甲氧基苯基）氨基] -9,9'-螺雙芴（Spiro-OMeTAD）薄膜或其他用作HTL的有機(jī)分子,。這些設(shè)備使用的優(yōu)先觸點(diǎn)是Ag或Au電極,，有時(shí)具有薄的MoO 3層。只要實(shí)驗(yàn)室中的相對(duì)濕度不超過(guò)20％,，這些設(shè)備就可以在空氣中組裝。

PeQDSC通常在不封裝在空氣或氮?dú)庵械那闆r下進(jìn)行測(cè)試,。例如,，CsPbI 3 QDSC在充氮手套箱中存放一個(gè)月后，保持了其初始PCE的98％,，但是當(dāng)同一設(shè)備暴露于60％相對(duì)濕度時(shí),，它們的PCE損失了初始值的90％。由于QD分解,。CsPb（I / Br）3器件顯示出更高的穩(wěn)定性,，在干燥的手套箱中存儲(chǔ)900小時(shí)后，仍保持其初始性能的90％。[還研究了熱穩(wěn)定性,，在100°C下僅3小時(shí)就導(dǎo)致性能的重大損失,，這與CsPbI 3 QD向其正交晶相的轉(zhuǎn)變有關(guān)。

寬帶隙的PeQD,，例如CsPbCl 3,，已顯示出在MAPbI 3太陽(yáng)能電池中能量下移的希望。PeQD層吸收了紫外線,，因此減慢了下面鈣鈦礦層的降解過(guò)程,。使用這種方法制得的太陽(yáng)能電池在氮?dú)夥障驴煞€(wěn)定照明100小時(shí)。

已經(jīng)顯示出幾種方法來(lái)增強(qiáng)PeQDSC的設(shè)備穩(wěn)定性,。例如,，使用混合CsPbI的3和FAPbI 3量子點(diǎn)被顯示導(dǎo)致比它們的全無(wú)機(jī)對(duì)應(yīng)物更穩(wěn)定裝置，因?yàn)?/span>FAPbI 3的QD是更穩(wěn)定的,，如示出圖,。這種穩(wěn)定性的提高在氮?dú)鈿夥罩幸呀?jīng)很明顯，但是當(dāng)設(shè)備暴露于潮濕的空氣條件下時(shí),，穩(wěn)定性會(huì)變得更加明顯,。也有報(bào)道稱，通過(guò)晶格收縮效應(yīng),，將這兩種鈣鈦礦型量子點(diǎn)混合可防止CsPbI 3 QDs從立方α相轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>δ相,。

具有完全無(wú)機(jī)的CsPbI 3和混合的有機(jī)/無(wú)機(jī)FAPbI 3 PeQD的PeQDSC的壽命在a）氮?dú)鉄o(wú)光照和b）潮濕的空氣和室溫下。由FAPbI 3鈣鈦礦制成的PeQDSC比無(wú)機(jī)對(duì)應(yīng)物更穩(wěn)定,，并且兩個(gè)點(diǎn)的混合物遵循更穩(wěn)定的設(shè)備的穩(wěn)定性模式,。

一種替代方法是基于使用摻雜劑或添加劑。例如,，CsPbI 3 QD薄膜的Cs鹽摻雜（例如,，用乙酸Cs摻雜）顯示出可以通過(guò)填充QDs表面的Cs空位來(lái)增強(qiáng)太陽(yáng)能電池在空氣中的穩(wěn)定性。其他摻雜策略（例如摻入GeI 2或PbI 2）也導(dǎo)致CsPbI 3 QDSC的保存期限延長(zhǎng),。

這些設(shè)備在干燥環(huán)境中80天后仍保持其初始性能,。摻雜也已被提出作為鈣鈦礦QDSC的有效缺陷鈍化策略，從而提高了在潮濕空氣中工作的太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性,。

PeQDSC的制造方法可能會(huì)直接影響其操作穩(wěn)定性,。已經(jīng)提到制造期間的濕度不應(yīng)超過(guò)20％。另一個(gè)方面是PeQD層的沉積順序：如果一步進(jìn)行涂覆,，則與逐層沉積相比,，可以提高穩(wěn)定性，因?yàn)樵诔练e每一層之后進(jìn)行的清洗步驟可能會(huì)引入缺陷,。 PeQD膜,，并作為降解的其他途徑,。還顯示出使用μ-石墨烯交聯(lián)CsPbI 3 QD薄膜即使在炎熱和潮濕的環(huán)境中也可以提高其穩(wěn)定性，這在很大程度上是由于防止了QD的團(tuán)聚,。

QDSC中有機(jī)HTL層的選擇也會(huì)強(qiáng)烈影響器件的整體穩(wěn)定性,。大多數(shù)高性能PeQDSC都將Spiro-OMeTAD用作HTL，這是鈣鈦礦光伏電池性能下降的眾所周知的原因,?？梢蕴娲?/span>Spiro-OMeTAD的一個(gè)例子是聚[[4,8-雙[（2-乙基己基）氧基]苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩-2,6-二基]。 [3-氟-2-[[（2-乙基己基）羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩基]（PTB7）,，已證明可改善裝置的穩(wěn)定性,，然而其他替代方案需要進(jìn)行研究以進(jìn)一步提高穩(wěn)定性。

鈣鈦礦/聚合物納米球

共軛聚合物/鈣鈦礦型有機(jī)金屬鹵化物光伏材料

窄帶隙聚合物PDPP3T鈣鈦礦/BHJ雜化材料

PVAm改性OHP薄膜

聚合物鈣鈦礦RRAM器件

鈣鈦礦/聚合物復(fù)合發(fā)光材料

硅丙烯酸酯(PDMS)摻和有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦可拉伸發(fā)光膜

聚環(huán)氧乙烷(PEO)摻和有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦可拉伸發(fā)光膜

CsPbBr_3/聚合物復(fù)合薄膜

聚乙烯/鈣鈦礦量子點(diǎn)

聚丙烯/鈣鈦礦薄膜

聚氯乙烯/鈣鈦礦晶體材料

聚苯乙烯/鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

聚甲醛/鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜

聚碳酸酯/鈣鈦礦納米片

聚硯/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚酰亞胺/鈣鈦礦晶體納米片

聚芳醚/鈣鈦礦復(fù)合納米材料

聚芳酰胺/聚合物復(fù)合薄膜

含氟高分子/鈣鈦礦量子點(diǎn)

含硼高分子/鈣鈦礦薄膜

離子交換樹脂/鈣鈦礦薄膜

感光性高分子/鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

高分子催化劑/鈣鈦礦納米片

碳鏈高分子/鈣鈦礦復(fù)合材料

雜鏈高分子/鈣鈦礦復(fù)合納米材料

元素有機(jī)高分子/鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜

無(wú)機(jī)高分子/鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜

聚酯/鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜

聚酰胺/鈣鈦礦晶體納米片

纖維素/鈣鈦礦晶體納米片

酚醛樹脂/鈣鈦礦晶體納米片

環(huán)氧樹脂/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚氯乙烯樹脂/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚乙烯樹脂/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚己內(nèi)酰胺纖維/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚丙烯腈纖維/鈣鈦礦復(fù)合納米材料

聚甲基丙烯酸甲酯/鈣鈦礦復(fù)合納米材料

聚四氟乙烯/鈣鈦礦復(fù)合納米材料

聚酰胺66/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚酰胺1010/鈣鈦礦復(fù)合材料

丁苯橡膠/鈣鈦礦復(fù)合材料

氯丁橡膠/鈣鈦礦復(fù)合材料

丁腈橡膠/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚乙烯醇縮甲醛纖維/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚醚醚酮/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚乙烯吡咯烷酮摻雜的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

聚乙烯-乙烯酸酯共聚物鈣鈦礦薄膜

高聚物聚乙烯亞胺(PEI)鈣鈦礦電池

聚乙烯胺的碘酸鹽PVAm·H/鈣鈦礦復(fù)合材料

非共軛聚乙烯/有機(jī)-無(wú)機(jī)鹵化物鈣鈦礦太陽(yáng)能電池

9,9?二辛基芴?9,9?雙(N,N?二甲基胺丙基)芴]鈣鈦礦二極管

聚乙烯亞胺/鈣鈦礦二極管

MAPbCl3/鈣鈦礦二極管材料

MAPbBr3/鈣鈦礦二極管材料

MAPbI3/鈣鈦礦二極管材料

FAPbCl3/鈣鈦礦二極管材料

FAPbBr3/鈣鈦礦二極管材料

FAPbI3/鈣鈦礦二極管材料

CsSnCl3/鈣鈦礦二極管材料

CsSnBr3/鈣鈦礦二極管材料

CsSnI3/鈣鈦礦二極管材料

CsPbClxBr3x/鈣鈦礦二極管材料

CsPbBrxI3x/鈣鈦礦二極管材料

聚丙烯亞胺/鈣鈦礦二極管材料

聚醚酰亞胺/鈣鈦礦二極管材料

對(duì)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包裹鈣鈦礦量子點(diǎn)

聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)高分子聚合物材料包裹鈣鈦礦量子點(diǎn)

n-型共軛聚合物PV-PDI鈣鈦礦復(fù)合材料

聚乙烯一芄二酰亞胺(PV-PDI)鈣鈦礦復(fù)合材料

聚氧化乙烯(PEO)/CH3NH3Br鈣鈦礦復(fù)合材料

聚氧化乙烯包裹PbBr2鈣鈦礦復(fù)合材料

聚乙烯胺/鈣鈦礦太陽(yáng)能電池薄膜

ZnO納米晶薄膜/三維聚丙烯酸pZA)鈣鈦礦復(fù)合材料

ZnO量子點(diǎn)/聚乙烯亞胺雙層電子材料

聚乙烯咔唑/鈣鈦礦復(fù)合材料

三聚茚衍生物/鈣鈦礦復(fù)合材料

銫鉛鹵鈣鈦礦納米粒子

聚乙烯胺基陽(yáng)離子/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚乙烯胺鹵酸鹽PVAm-HX/鈣鈦礦復(fù)合薄膜

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/鈣鈦礦型LaCoO3

聚乙烯醇縮丁醛/鈣鈦礦復(fù)合薄膜

SiO2-Pb-MnZrTiO3-PMSZT二氧化硅摻雜銻錳鋯鈦酸鉛

聚乙烯亞胺凝膠/鈣鈦礦復(fù)合材料

聚偏氟乙烯/碳納米管/石墨烯

鈦酸銅鈣/聚四氟乙烯復(fù)合材料

聚偏氟乙烯基全有機(jī)復(fù)合電介質(zhì)材料

wyf 03.04