鈣鈦礦太陽電池綜述_圖文

1、 物 理 學 報 +i S?vbX aBMX oQHX e9- LQX j UkyR8V yj33y8 礦太陽電池的理論研究還有待增強X 現在越來越多的人開始關注鈣鈦礦太陽電池 的穩(wěn)定性問題X 清華大學的 LBm 等人 9d 認為當鈣 鈦礦太陽電池暴露在空氣中時會與水發(fā)生如下反 應, *j Lj S#Aj (b *j Lj S#A( 9A( + Pk kA( ? k P 薄膜表面若金屬陽離子處于不飽和狀態(tài)- 暴露在 空氣中時- 會與氧氣和水反應生成氧化鉛或氫氧 化物c 若有機陽離子處于不飽和態(tài)- 會與水通過氫 鍵發(fā)生水合反應X 通過比較- 鹵族陰離子在空氣中 就相對穩(wěn)定得多- 因此他們采用 A

2、S6U碘五氟苯V 處理 hJ 層- 使其與鹵族陰離子發(fā)生相互作用生 成鹵鍵- 既可增強電池的穩(wěn)定性- 又有效地抑制了 aTBQPJ2h. 中的空穴復合X 除此之外- G2BDi2Mb 等人通過對電池進行封裝 93 來抑制衰退問題X 提高電池的效率和穩(wěn)定性- 尋找低成本高性 能的 1hJ- hJ 層- 并進一步簡化電池結構、 實現 大面積制備電池工藝是未來主要的研究內容X 如 前文所述- 采用 wMP- H2 P3 - wP2 等代替 hBP2 充 當 1hJ 層及用 Sh- Sjh- *mA- *ma*L 等代 替 aTBQPJ2h. 充當 hJ 層- 雖已取得了一定 進展- 還需尋找新的替代

3、材料以能更好地與鈣鈦礦 太陽電池相匹配X (b *j Lj A( + S#Ak (b *j Lk ( + A( kAk (b + kk P k +Ak (b 使得鈣鈦礦太陽電池很容易發(fā)生衰退X 為解決這 一問題- 他們在鈣鈦礦層與 hJ 層之間增加了一 層 H2 P3 - 既阻止了鈣鈦礦層與周圍空氣中的水 分接觸而產生衰退效應- 也有效地阻止了 hBP2 與 aTBQPJ2h. 之間的直接接觸- 抑制了界面間的 復合X aMBi? 小組 93 則認為電池衰退是鈣鈦礦薄 膜表面離子的不飽和態(tài)造成的X 他們認為鈣鈦礦 (a 圖3 鈣鈦礦與硅電池 UV、 *A:a- *Aa- *whaa2U#V 組

4、成疊層電池的設想圖 e 上文曾提到過- 改變鈣鈦礦薄膜的組成可調節(jié) 材料的禁帶寬度- 這對于制備疊層電池非常有利X 鈣鈦礦太陽電池的開路電壓很高 U 1 oV- 電流密 度較大 U 20 Kf+K2 V- 非常適于做疊層電池中的 頂電池X 由 *3 L3 S#A3x *Hx 構成的鈣鈦礦電池 可與硅電池、 *A:a 電池匹配- 構建高效疊層電池如圖 3 所示X aMBi? 曾提出制備鈣鈦礦多結電池即疊層電池由具有不同禁帶寬度的鈣鈦礦太陽電 池組成X 鈣鈦礦太陽電池雖由染料敏化電池演變而來但在短短的 8 年時間內已取得驕人成績X 人們將注 意力更多的放在如何改進薄膜的合成方法或者材 料性能、 以

5、及提高電池特性等方面- 尚缺乏對鈣鈦 礦太陽電池微觀物理機制的深層認識- 我們需要更 多地關注材料的基本性質和電池工作原理的深入 研究和理解- 這不僅有助于進一步提高鈣鈦礦型電 池性能- 也能為人們尋找更簡單或更高效的新結構 提供思路X 參考文獻 (R EQDBK - h2b?BK E- a?BB u- JBvbF h kyyN CX KX *?2KX aQ+X RjR ey8y (k 1T2QM : 1- aiMFb a .- J2M2HQm *- CQ?MbiQM J 2x G J- aMBi? C kyR9 1M2;v 1MpBQMX a+BX d N3k (j LQ? C - AK a

6、 - 2Q C - JM/H h L- a2QF a kyRj LMQ G2iiX Rj Rde9 (9 *KQM * _- JHBMFB2rB+x P- aQBMQ - 1bTHH;b : J- :+B - _2BM2+F2 S- EQv2 h- . J A- Lx22m/ /BM2 J E， QHBMF C kyR9 1M2;v 1MpBQMX a+BX d NN9 (8 1T2QM : 1- mHFQp o J- :QB2Hv - aMBi? C kyRj *a LMQ 3 8NR (e aMBi? C kyRj CX S?vbX *?2KX G2iiX 9 jekj (d uBM q

7、C- a?B h- uM u kyR9 TTHX S?vbX G2iiX Ry9 yejNyj yj33y8e 物 理 學 報 +i S?vbX aBMX (3 EBK C- G22 a - G22 C - QM; E X kyR9 CX S?vbX *?2KX G2ii 8 RjRk (N AK C - G22 * _- G22 C q- SF a q- SF L : kyRR LMQb+H2 j 9y33 (Ry EBK a- G22 * _- AK C - G22 E - JQ2?H h- J +?BQQ - JQQM a C- F2 _ - umK C - JQb2 C 1:ix2H

8、J- SF L : kyRk a+BX_2TX k 8NR (RR G22 J J- h2mb+?2 C- JBvbF h- JmFKB h L- a MBi? C kyRk a+B2M+2 jj3 e9j (Rk 1i; G- :Q S- sm2 w- S2M; Z- *?M/BM E- GBm Lx22m/BM J E- :ix2H J kyRk CX KX *?2KX aQ+X Rj9 RdjNe (Rj mb+?F C- S2HH2i L- JQQM a C- F2 _ - :Q SLx22m/BM J E- :ix2H J kyRj Lim2 9NN jRe (R9 GBm J- C

9、Q?MbiQM J - aMBi? C kyRj Lim2 8yR jN8 (R8 *?2M Z- w?Qm - QM; w- GmQ a- .mM - qM; - GBm u- GB :- uM; u kyR9 CX KX *?2KX aQ+X Rje ekk (Re h?2 LiBQMH _2M2r#H2 1M2;v G#QiQv UL_1GV kyRj ?iiT,ffrrrXM2HX;QpfM+TpfBK;2bf2+B2M+vn+?iX DT; (Rd w?Qm - *?2M Z- GB :- GmQ a- aQM; h- .mM a- QM; w- uQm C- GBm u- uM;

10、u kyR9 a+B2M+2 j98 89k (R3 EBK a- AK a - SF L : kyR9 CX S?vbX *?2KX * RR3 8eR8 (RN :22M J - QBHHB2 - aMBi? C kyR9 Lim2 S?Q iQMb 3 8ye (ky J+EBMMQM L E- _22p2b . *- F#b J kyRR C:S Rj3 98j (kR EQ? h J- 6m E- 6M; u- *?2M a- amK h *- Ji?2rb L- J?BbHF a :- QBt S S- BFB2 h kyR9 CX S?vbX *?2KX * RR3 Re983

11、(kk a?B C- .QM; C- Gp a- sm u- w?m G- sBQ C- sm s- qm GB .- GmQ u- J2M; Z kyR9 TTHX S?vbX G2iiX Ry9 yejNyR (kj _QM; u- Em w- J2B - GBm h- sm J- EQ a- GB s- M kyR9 CX S?vbX *?2KX G2iiX 8 kRey (k9 JHBMFB2rB+x P- u2HH - G22 u - 1bTHH;b : J:2ix2H J- Lx22m/BM J E- QHBMFR C kyR9 L im2 S?QiQMb 3 Rk3 (k8 :i

12、x2H- J- LX :X SF kyR9 LMQ N R99yyyk (ke EBK - *?QB - C2QM; C- EBK a- qHF2 - aQM; a(kd (k3 (kN (jy EBK C u kyR9 LMQb+H2 e eedN SF L : kyRj CX S?vbX *?2KX G2iiX 9 k9kj w?M; q - *B kyR9 *?BMX a+BX mHHX 8N kyNk GBm .- E2HHv h G kyR9 Lim2 S?QiQM 3 Rjj B .- JQQM a C- ;KM G- Qb+?HQQ :- uM; G- CQ ?MbbQM 1 J

13、 C- Lx22m/BM J E- :ix2H J- ;72H/i kyRj _a* /pX j R3dek oQHX e9- LQX j UkyR8V yj33y8 (jR qM; Z- a?Q u- .QM; Z- sBQ w- umM u- mM;2i C kyR9 1M2;v 1MpBQMX a+BX d kj8N (jk QB2HHQ A- *Mi2H2 :- LBMMQ . kyy3 S?vbX _2pX dd kj8kR9 (jj EBb?MKQQi?v h- EmMrm 6- QBt S S- GB - EQ? h JG2QM; q G- SQr a- :BKb/H2 - :i

14、x2H J- Ji?2rb L- J?BbHF a : kyR9 CX Ji2X *?2KX X k ejy8 (j9 P;QKB - JQBi - hbmFKQiQ a- aBi?Q h- 6mDBFr L- a?2M Z- hQvQ/ h- uQb?BMQ E- SM/2v a a- J hvb2 a kyR9 CX S?vbX *?2KX G2iiX 8 Ryy9 (j8 aiMFb a .- 1T2QM : 1- :M+BMB :- J2M2HQm *- H +Q+2 J C S- G2BDi2Mb h- 2x G J- S2iQxx - aMBi? C kyRj a+B2M+2 j9

15、k j9R (je w?Q u- w?m E kyR9 CX KX *?2KX aQ+X Rje Rkk9R (jd B .- uM; G- Qb+?HQQ :- ;72H/i - CQ?MbbQM 1 J : kyRj CX S?vbX *?2KX G2iiX 9 R8jk (j3 2Q C - AK a - LQ? C - JM/H h L- GBK * a- *?M; C - G22 u - EBK C- aF - Lx22m/BM J E:ix2H J- a2QF a kyRj Lim2 S?QiQM d 93e (jN *?BbiBMb C - 6mM; _ * J- EKi S o

16、 kyR9 CX KX *?2KX aQ+X Rje d83 (9y SiiMbiivpQM; S- u+Q#B:Qbb L- w?Q E- L/ Dr : P L- GB C- uM 6- _2;M * P- KbbBM Mi?QTQmHQb h . kyRj /pX Ji2X k8 R8y9 (9R am#B? a- H/2 - :?Qb? a- J?mHB L- Q/2b :aF a E kyR9 CX S?vbX *?2KX G2iiX 8 Rd93 (9k _Q#2i 6X kyRj a+B2M+2 j9k dN9 (9j J+?BQQ - h2mb+?2 C- 6B2/B+? .-

17、 EmMbi J- pM /2 EQH _- JQ2?H h- :ix2H J- JQb2 C 1 kyR9 Lim2 S?QiQMX 3 k8y (99 uQm C- QM; w- uM; u- *?2M Z- *B J- aQM; h- *?2M *- Gm a- GBm u- w?Qm - uM; u kyR9 *a LMQ 3 Red9 (98 1T2QM : 1- mHFQp o J- .Q+KTQ S- :QB2Hv aMBi? C kyR9 /pX 6mM+iX Ji2 k9 R8R (9e J2B- GB s- GBm G- Em w- GBm h- _QM; u- sm J-

18、 m J*?2M C- uM; u- :ix2H J- M kyR9 a+B2M+2 j98 kN8 (9d LBm :- GB q- J2M; 6- qM; G- .QM; - ZBm u kyR9 CX Ji2X *?2KX X k dy8 (93 #i2 - aHB# J- QHHKM . C- aiMFb a .- qQD +B2+?QrbFB E- pQHBQ _- :M+BMB :- S2iQxx - aMBi? C kyR9 LMQ G2iiX R9 jk9d (9N G2BDi2Mb h- 1T2QM : 1- Si?F a- #i2 - G22 J JaMBi? C kyRj

19、 Li *QKKmM 9 k338 yj33y8d 物 理 學 報 +i S?vbX aBMX oQHX e9- LQX j UkyR8V yj33y8 SPECIAL ISSUENew generation solar cell 2pB2r Q7 i?2 T2QpbFBi2 bQH +2HHb uQ sBM .BM; uMGB w?M; sBQ.M w?Q uBM; UAMbiBimi2 Q7 S?QiQ 1H2+iQMB+b h?BM 6BHK .2pB+2b M/ h2+?MQHQ;v Q7 LMFB lMBp2bBiv- hBMDBM jyyydR- *?BMV U _2+2Bp2/

20、Rd P+iQ#2 kyR9c 2pBb2/ KMmb+BTi 2+2Bp2/ j .2+2K#2 kyR9 V #bi+i h?2 2+B2M+v Q7 bQH +2HHb #b2/ QM Q;MB+BMQ;MB+ ?v#B/ T2QpbFBi2 Ki2BHb ?b TB/ ;Qri? 7QK jX3W BM kyyN iQ RNXjWX h?2 T2QpbFBi2 Ki2BH U*3 L3 S#s3 V 2t?B#Bib /pMi;2b Q7 ?B;? #bQ#BM; +Q2+B2Mi- HQr +Qbi- M/ 2bBHv bvMi?2bBb2/- r?B+? +?B2p2/ 2ti2K

21、2Hv TB/ /2p2HQTK2Mi BM 2+2Mi v2b M/ ;BM ;2i +QM+2M 7QK i?2 +/2K+ +B+H2X b r2 FMQr- T2QpbFBi2 Ki2BHb MQi QMHv b2p2 b HB;?i #bQTiBQM Hv2- #mi HbQ +M #2 mb2/ b 2Bi?2 2H2+iQM Q ?QH2 iMbTQi Hv2X *QMb2m2MiHv- pBQmb bim+im2b 2 /2bB;M2/ #b2/ QM i?2 7mM+iBQM Q7 i?2 T2QpbFBi2- bm+? b i?2 bQHB/bii2 K2bQb+QTB+

22、?2i2QDmM+iBQM- K2bQbmT2bim+im2/ THM?2i2QDmM+iBQM- hJ722 M/ i?2 Q;MB+ bim+im2/ Hv2bX 2bB/2b- Bi Bb HbQ ii+iBp2 7Q Bib p2biBHBiv BM 7#B+iBQM i2+?MBm2b, QM2bi2T T2+mbQ bQHmiBQM /2TQbBiBQM- irQbi2T b2m2MiBH /2TQbBiBQM- /mHbQm+2 pTQ /2TQbBiBQM- M/ pTQbbBbi2/ bQHmiBQM TQ+2bbBM; 2i+X h?Bb 2pB2r KBMHv BMiQ/m+2b i?2 /2p2HQTK2Mi M/ K2+?MBbK Q7 i?2 T2QpbFBi2 bQH +2HHb T27QKM+2 M/ i?2 7#B+iBQM K2i?Q/b Q7 T2QbFBi2 HKb- #B2v /2b+B#2b i?2 bT2+B+ 7mM+iBQM M/ BKTQp2K2Mi Q7 2+? Hv2- M/ MHHv /Bb+mbb2b i?2 +?HH2M;2b r2 2 7+BM; M/ i?2 /2p2HQTK2Mi