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李燦院士團隊ACS Energy Lett.：PSCs的PCE高達23.12%！
來源： 時間：2023-11-27 09:57:19 瀏覽：1913次


第一作者：Wajid Ali

通訊作者：李燦院士

通訊單位：中國科學院大連化學物理研究所

DOI: 10.1021/acsenergylett.3c01936.



研究背景



晶格結構對金屬鹵化物鈣鈦礦（MHP）光電子性能的影響已得到廣泛認可，但晶體學和光生載流子之間的關系尚不清楚。基于此，中國科學院大連化學物理研究所李燦院士團隊報道了甲基碘化鉛銨（MAPbI3）雙疇在直流（DC）極化條件下，形成了優先的晶體取向，導致疇邊界的演化和光散射的增強。揭示了微觀晶體調制在MHP太陽能電池性能中的關鍵作用。直流極化誘導了0.1%的不可逆晶體畸變、晶體的重定向和疇寬的增強。這些晶體結構的變化導致光吸收增強10%，抑制了可能源于晶格極化的非輻射復合，最終導致觀察到的Voc和Jsc的增加。



文章要點



1. 作者以甲基碘化鉛銨（MAPbI3）雙疇為模型材料，研究其晶體結構與光電性能之間的關系。晶體學研究表明，鐵彈性演化對MAPbI3太陽能電池的性能起著至關重要的作用。具體而言，在直流（DC）極化和交流（AC）極化的外部電刺激下，雙疇的鐵彈性應力是不同的。在直流極化下，鐵彈性應力的調制增強了疇邊界處的光散射，導致與交流極化相比，光吸收明顯增強。

2. 連續的直流極化導致不可逆的晶格膨脹約0.1%，導致光吸收率提高10%。在直流極化下，鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的短路電流密度Jsc和開路電壓Voc分別提高了1.34 mA cm-2和135 mV。極化增強PSCs的功率轉換效率（PCE）達到23.12%，是MAPbI3中功率轉換效率最高的電池之一。本文報道的觀察是全新的發現，對金屬鹵化物鈣鈦礦(MHP)太陽能電池的性能有實際的改進。



圖文展示



 

圖1. MAPbI3雙疇的晶格結構

 

圖2.電場作用下MAPbI3雙疇鐵彈性應力的調制

 

圖3.鐵彈性應力對光學性質和載流子動力學的影響

 

圖4.鐵彈性應力對太陽能電池性能的影響

 

圖5.不同極化下的晶體演化機制

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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