《钙钛矿太阳能电池文献总结报告ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钙钛矿太阳能电池文献总结报告ppt课件.ppt（42页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么钙钛矿太太阳阳能能电池文池文献献报告告文文献献总结 学学生生 陈麒麒Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么发展历史发展历史目 录1工作原理、结构和性能工作原理、结构和性能2制备方法及性能稳定性的影响因素制备方法及性能稳定性的影响因素3缺陷及其未来发展方向缺陷及其未来发展方向42Company LogoCompany Logo在日常生
2、活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么发展展历史史起始起始n源于源于染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池，但存在致命的缺陷，但存在致命的缺陷，液液态电解质会溶解或者分解钙钛矿敏化材料，使电池失态电解质会溶解或者分解钙钛矿敏化材料，使电池失效。效。发展发展n将将一种固态的空穴传输材料一种固态的空穴传输材料(spiro-spiro-OMeTAOMeTAD D)引入到钙引入到钙钛矿太阳电池中钛矿太阳电池中，取代液态电解质。，取代液态电解质。继续发展继续发展n SnaithSnaith等人等人首次将首次将Cl Cl 元素引入钙钛矿中元素引入钙钛
3、矿中,并使并使用用AlAl2 2O O3 3 替代替代TiOTiO2 2,证明钙钛矿不证明钙钛矿不 仅可作为光吸收层仅可作为光吸收层,还可作为电子传输层还可作为电子传输层。3Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么工作原理、结构和性能工作原理、结构和性能 三者相互制三者相互制约、相互、相互影影响响。工作原理工作原理电池池结构构性能及性能及其作用其作用4Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费
4、这一点点算不了什么工作原理典型典型钙钛矿钙钛矿太阳能太阳能电电池工作示意池工作示意图图Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么工作原理太阳光照射下钙钛矿染料敏化层吸收光子产生电子-空穴对，并且脱离束缚形成自由载流子由于钙钛矿型材料具有high dualElectron、hole Mobility、large absorp-tion coefficients、favorable band gap、strong defect Tolerance、shallow point Defects
5、、benigngrain boundary recombination Effects等优良性能，载流子复合机率小，迁移率高Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么工作原理电子通过电子传输层（ETL），最后被FTO收集；空穴通过空穴传输层（HTL），最后被金属电极收集。最后将FTO与金属电极连接成电路而产生光电流。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么工作原理钙钛矿钙钛矿
6、太阳能太阳能电电池池电电荷荷传输传输机制机制Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么工作原理电子-空穴对在TiO2/Perovskite 和spiro-OMeTAD/Perovskite 两异两异质结处同时分离,去向有：（1）电电子注入到子注入到TiO2（ETL)（2）空穴注入到）空穴注入到HTL（3）光致）光致发发光光现现象象（4）电电子与空穴的复合子与空穴的复合（5）、（）、（6）电子和空穴的反向传输电子和空穴的反向传输（7）TiO2/HTM 界面界面处处的的载载流子复合流子复合
7、Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么电池池结构构常见的钙钛矿太阳能电池结构：包括常见的钙钛矿太阳能电池结构：包括FTO FTO 导电玻璃导电玻璃、TiO2 TiO2 致密层致密层、TiO2 TiO2 介孔层介孔层、钙钛矿层钙钛矿层、HTM HTM 层层、金属电极金属电极.第一类：介孔结构（图第一类：介孔结构（图a a）、介观超结构（图）、介观超结构（图b b）图a图bCompany LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在
8、浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么电池结构第二类：平板型异质结结构（平面结构），又可以第二类：平板型异质结结构（平面结构），又可以细分为细分为正置结构正置结构（regular planar structure）如图b，和倒置结构倒置结构（inverted planar structure）如图c。图（b）n-i-p 结构图（c）p-i-n结构Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么电池结构第三类：无第三类：无HTMHTM（空穴传输层）结构，如图（空穴传输层）结构，如图a a。第四
9、类：有机结构，如图第四类：有机结构，如图b b。图a图bCompany LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用电子子传输层（ETL)的性能与作用的性能与作用1）定）定义：能接受带负电荷的电子载流子并传输电能接受带负电荷的电子载流子并传输电子载流子的结构。子载流子的结构。2）电子传输材料：通常具有较高电子亲和能和离）电子传输材料：通常具有较高电子亲和能和离子势的半导体材料，即子势的半导体材料，即n 型半导体。又可以细分为型半导体。又可以细分为有机半导体有机半导体与与无机半导体。无机半导体
10、。3）电子传输原理：内建电场驱动的定向漂移与晶）电子传输原理：内建电场驱动的定向漂移与晶格的热振动造成的散射作用的共同作用。格的热振动造成的散射作用的共同作用。4）影响电子传输效率的因素：半导体材料的能隙、）影响电子传输效率的因素：半导体材料的能隙、缺陷和杂质等。缺陷和杂质等。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用常常见的的电子子传输层材料材料金属氧化物有机小分子复合材料有机小分子复合材料金属氧化物有机小分子复合材料金属氧化物有机小分子复合材料TiO2ZnOWO3等富勒
11、烯及其衍生物通过绝缘材料框架与TiO2构成复合材料如TiO2/AI2O3。石墨烯/TiO2 纳米颗粒复合材料通过绝缘材料框架与TiO2构成复合材料如TiO2/AI2O3。石墨烯/TiO2 纳米颗粒复合材料通过绝缘材料框架与TiO2构成复合材料如TiO2/AI2O3。石墨烯/TiO2 纳米颗粒复合材料，并掺杂其他元素，如钇。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用电子子传输层作用作用1）促）促使光生电子空穴对分离，提高电荷分离及传使光生电子空穴对分离，提高电荷分离及传 输效
12、率，避免电荷积累对器件寿命的影响。输效率，避免电荷积累对器件寿命的影响。2）电子传输材料经常被用于形成介观框架，起一）电子传输材料经常被用于形成介观框架，起一个支撑作用个支撑作用。3）缩短光生电子从钙钛矿体内到）缩短光生电子从钙钛矿体内到n 型半导体间的型半导体间的迁移距离迁移距离,能有效降低复合率。能有效降低复合率。现不少无空穴传输层的钙钛矿现不少无空穴传输层的钙钛矿太阳能电池取得高效率的报道，太阳能电池取得高效率的报道，但并没有高效无电子传输层钙但并没有高效无电子传输层钙钛矿太阳能电池器件的相关报钛矿太阳能电池器件的相关报道。道。Company LogoCompany Logo在日常生活中
13、，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用空穴空穴传输层传输层（HTL）的性能与作用）的性能与作用定定义义：能：能够够接受接受带带正正电电荷的空穴荷的空穴载载流子并流子并传输传输的的结结构。构。HTL需要需要满满足的足的条件条件HOMO 能能级级要高于要高于钙钛矿钙钛矿材料的价材料的价带带最大最大值值,以便于将空穴从以便于将空穴从钙钛矿层传输钙钛矿层传输到金属到金属电电极。极。具有较高的电导率具有较高的电导率,这样可以减小串联电阻及这样可以减小串联电阻及提高提高FFHTM 层层和和钙钛矿层钙钛矿层需需紧紧密接触密接触Company
14、LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用常常见的空穴的空穴传输层材料材料有机小分子空穴有机小分子空穴传输传输材料材料聚合物空穴传输层材料聚合物空穴传输层材料无机空穴传输层无机空穴传输层无空穴传输层无空穴传输层小分子空穴传输层材料具有良好的流动小分子空穴传输层材料具有良好的流动性，能更好地填充介孔骨架，最常见的是性，能更好地填充介孔骨架，最常见的是Spiro-OMeTAD及其改性材料。及其改性材料。其他有机小分子其他有机小分子HTM，如，如2TAP-n-DP，Fused-F，T102，T1
15、03等等小分子空穴传输层材料具有良好的流动小分子空穴传输层材料具有良好的流动性，能更好地填充介孔骨架，最常见的是性，能更好地填充介孔骨架，最常见的是Spiro-OMeTAD及其改性材料。及其改性材料。其他有机小分子其他有机小分子HTM，如，如2TAP-n-DP，Fused-F，T102，T103等等小分子空穴传输层材料具有良好的流动小分子空穴传输层材料具有良好的流动性，能更好地填充介孔骨架，最常见的是性，能更好地填充介孔骨架，最常见的是Spiro-OMeTAD及其改性材料，进行一系列及其改性材料，进行一系列掺杂。掺杂。其他有机小分子其他有机小分子HTM，如，如2TAP-n-DP，Fused-F
16、，T102，T103等等如如PEDOT:PSS，P3HT，PTAA等等 如如CuSCN、CuI、NiO等等有机无机复合钙钛矿材料本身具有有机无机复合钙钛矿材料本身具有 、双极性，电子、空穴传导能力都很强，双极性，电子、空穴传导能力都很强，因此其自身即可以作为空穴传输。因此其自身即可以作为空穴传输。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用新型空穴新型空穴传输传输材料（材料（1）对传统对传统的的spiro-OMeTAD材料材料进进行行掺杂掺杂，如如掺杂掺杂Li-TFSI和和T
17、BP。其他三苯胺类小分子空穴其他三苯胺类小分子空穴传输材料：传输材料：以三苯胺作为核心结构单以三苯胺作为核心结构单元元。联噻吩将四个三苯胺单元相连合成联噻吩将四个三苯胺单元相连合成了了KTM3.KTM3，并掺杂钴化合物，并掺杂钴化合物三苯胺衍生物三苯胺衍生物(H101)以三蝶烯为核的三苯胺空穴传输材以三蝶烯为核的三苯胺空穴传输材,T101、T102、T103以平面胺基和三苯胺为核心的两种以平面胺基和三苯胺为核心的两种三苯胺衍生物，三苯胺衍生物，OMeTPA-FA 和和OMeTPA-TPA非三苯胺类含氮小非三苯胺类含氮小分子空穴传输材料分子空穴传输材料PNBADEHN,N-二二对对甲氧基苯基胺取
18、代的甲氧基苯基胺取代的芘衍生物芘衍生物(Py-A,Py-B,Py-C),Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用新型空穴新型空穴传输传输材料（材料（2）含硫基团小分子空穴传输材料含硫基团小分子空穴传输材料含硫聚合物空穴传输材料含硫聚合物空穴传输材料含氮聚合物空穴传输材料含氮聚合物空穴传输材料Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用空穴空穴传输层（HT
19、L）的作用）的作用1）促使电子和空穴在功能层界面分离促使电子和空穴在功能层界面分离,减少电荷减少电荷复合复合,同时有利于空穴传输同时有利于空穴传输,提高电池性能。提高电池性能。2）空穴传输材料具有稳定的热力学和光学性质会）空穴传输材料具有稳定的热力学和光学性质会有助于提高电池的稳定性。有助于提高电池的稳定性。3）对于介观敏化结构的钙钛矿电池）对于介观敏化结构的钙钛矿电池,空穴传输材空穴传输材料还应该能够有效填充到介孔相以提高器件效率料还应该能够有效填充到介孔相以提高器件效率。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，
20、也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用钙钛矿染料敏化染料敏化层（最常用（最常用CH3NH3PbX3，X代代表卤素，钙钛矿材料作为光吸收层，夹在表卤素，钙钛矿材料作为光吸收层，夹在ETL与与HTL之间，构成太阳能电池的最主要的之间，构成太阳能电池的最主要的P-I-N结构。结构。）1）晶型结构：这种）晶型结构：这种ABX3 型钙钛矿结构以金属型钙钛矿结构以金属Pb 原子为八面体核心、卤素原子为八面体核心、卤素Br 原子为八面体顶原子为八面体顶角、有机甲氨基团位于面心立方晶格顶角位置。角、有机甲氨基团位于面心立方晶格顶角位置。2）作用：钙钛矿作为吸收层）作用：钙钛矿作为吸收层,在电池中起着至关
21、在电池中起着至关重要的作用。是光生电子与空穴产生的场所，是整重要的作用。是光生电子与空穴产生的场所，是整个钙钛矿太阳能电池的核心。个钙钛矿太阳能电池的核心。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用3）结构特点：构特点：卤素八面体共顶点连接,组成三维网络,根据Pauling 的配位多面体连接规则,此种结构比共棱、共面连接稳定；共顶连接使八面体网络之间的空隙比共棱、共面连接时要大,允许较大尺寸离子填入；Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看
22、到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能及其作用4）CH3NH3PbX3钙钛矿材料的主要优势钙钛矿材料的主要优势能同时高效完成入射光的吸收、光生载能同时高效完成入射光的吸收、光生载流子的激发、输运、分离等多个过程流子的激发、输运、分离等多个过程.能带宽度较佳能带宽度较佳,约为约为1.5 eV;具有极高具有极高的消光系数的消光系数,光吸收能力很强，光吸光吸收能力很强，光吸收范围广泛。收范围广泛。此类钙钛矿材料能高效传输电子和空穴此类钙钛矿材料能高效传输电子和空穴,其电子其电子/空空穴输运长度大于穴输运长度大于1微米微米;载流子寿命远远长于其它太载流子寿命
23、远远长于其它太阳能电池。阳能电池。在全光照下能产生很高的开路电压。在全光照下能产生很高的开路电压。.结构简单，低成本温和条件制备。结构简单，低成本温和条件制备。可制备高效柔性器件可制备高效柔性器件Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法及性能稳定性的影响因素制备方法及性能稳定性的影响因素两两步溶液法步溶液法蒸蒸发发法法溶液溶液-气气相沉相沉积法法钙钛矿薄膜的制备方法钙钛矿薄膜的制备方法一步溶液法一步溶液法24Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都
24、可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法1）一步法：将）一步法：将PbX2 与与CH3NH3I 以一定的摩以一定的摩尔比例混合，比例混合，溶于溶于DMF溶液中，以旋涂或是滴涂溶液中，以旋涂或是滴涂的方式将溶液沉积到的方式将溶液沉积到ETM 中。随后对薄膜进行热中。随后对薄膜进行热处理，即可形成钙钛矿薄膜材料。处理，即可形成钙钛矿薄膜材料。2）两步法：将）两步法：将PbI2 粉末溶于粉末
25、溶于DMF 溶液中，溶液中，70加热搅拌至澄清后旋涂到介孔加热搅拌至澄清后旋涂到介孔TiO2 上上;晾干晾干后，将衬底浸入含后，将衬底浸入含CH3NH3I 的异丙醇溶液中，的异丙醇溶液中，随后热处理即可制得钙钛矿薄膜。随后热处理即可制得钙钛矿薄膜。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法3）蒸）蒸发法：法：控制控制PbI2 和和CH3NH3I 的蒸发速率的蒸发速率来控制钙钛矿薄膜的组成，由此形成了一种新型的来控制钙钛矿薄膜的组成，由此形成了一种新型的平面异质结型钙钛矿太阳电池
26、平面异质结型钙钛矿太阳电池。4）溶液）溶液-气相沉积法：以旋涂的方式将含气相沉积法：以旋涂的方式将含PbI2 的的DMF 溶液涂到溶液涂到TiO2 上上,再将之在再将之在150 的的CH3NH3I 蒸汽蒸汽(N2 氛围氛围)中热处理中热处理2 h,即可即可得到钙钛矿薄膜得到钙钛矿薄膜.Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法-溶解过程在钙钛矿薄膜的制备过程中，溶解过程扮演着一个重要的角色，其中包括Dissolving Precursors（前驱体溶解）和Solvent Eng
27、ineering（溶剂工程？）两个重要环节。1）Dissolving Precursors 为了得到连续、致密、光吸收密度较好的薄膜层，高浓度的前驱体是必不可少的。具有非极性的DMF，DSMO，GBL等都是合适的溶剂选择，它们能较好的溶解PbI2或PbCl2的前驱体。采用混合溶剂也是一个很好的方法，很好的例子就是将DIO与DMF或者GBL与DMF配置成混合溶剂，能得到表面形态更为规整的钙钛矿薄膜。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法-溶解过程2）Solvent Engin
28、eering采用GBL与DMSO的混合溶剂（体积比为7:3），形成前驱体后进行旋涂，GBL在旋涂过程中会挥发。接着，将甲苯（Toluene）滴入在旋涂形成的薄膜上。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法-溶解过程或许是由于非溶剂（甲苯）的加入，钙钛矿组份会从前驱体溶液中迅速析出，形成MAI-PbI2-DMSO 中间相，且结晶度很好。最后一步，在100环境下annealing（退火？）10分钟，除去中间相中的DMSO得到MAPBI3钙钛矿结构。这种方法最终得到了完整和有序的薄
29、膜层，粒径分布在100-500nm，而且薄膜可以完全覆盖基底，没有缺陷。正是在这种工艺下，SEOK小组获得了认证效率达16.2%的钙钛矿太阳能电池器件。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法-溶解过程fast depositioncrystallization procedure(FDC)与Solvent Engineering有异曲同工之妙，除了将甲苯替换成氯苯加入到体系中而Spiccia小组没有在体系中加入DMSO，故当钙钛矿组分从前驱体溶液中刚析出就能立刻形成钙钛矿晶
30、体结构。而且这种工艺下得到的薄膜层更厚、更大以及没有明显的晶界，更有利于薄膜完美覆盖在基底上。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法-前驱体的作用1）氯在薄膜制在薄膜制备中的作用中的作用 Lee小组采用PbCl2与MAI作为前驱体溶液，并声称得到的产物为MAPbI3xClx。最近有研究高度评价了CI元素在MAPbI3xClx型钙钛矿太阳能电池中发挥的作用：比MAPbI3钙钛矿太阳能电池拥有更长的电荷传输距离；CI能够促进形核，有利于钙钛矿晶体的生长，得到较大的晶体结构，而且
31、薄膜更好的包裹基底。CI离子原子能在TiO2界面处产生键带偏移，改善电荷收集效率。但是CI原子是否存在于晶体结构点阵上、表面或间隙处仍不确定，以及CI-如何影响晶体结构仍需要探索。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法-前驱体的作用2）其他）其他卤素元素在薄膜制素元素在薄膜制备中的作用中的作用这些些卤素元素都能通素元素都能通过影响影响钙钛矿晶体的晶体的结晶晶动力学力学来影响最后的表面形貌与来影响最后的表面形貌与电池性能。池性能。如右如右图，对比之下若比之下若 采用采用PbA
32、c2作作为前前驱 体体，最最终得到的晶得到的晶 体表面形貌平整，体表面形貌平整，没有孔洞，晶界没有孔洞，晶界 清晰，粒分布在清晰，粒分布在 100-1000nmCompany LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么制备方法-新型无铅型钙钛矿材料近年来，由于近年来，由于Pn的的环环保保问题问题，越来越多研究者开，越来越多研究者开始始寻寻找能完美替代找能完美替代Pn的新型金属的新型金属卤卤化物化物钙钛矿钙钛矿太太阳能阳能电电池。池。TIN-BASED PEROVSKITES，如，如 MAPb1-xSn
33、xI3GERMANIUM-BASED PEROVSKITES，如，如MAGeX3，X=CI、Br、ICOPPER-BASED PEROVSKITES，如，如MA2CuClxBr4x.BITHMUS-BASED PEROVSKITES，如，如Cs3Bi2I9Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么性能稳定性的影响因素性能稳定性的影响因素Thermal Decomposition of PerovskiteThe Degradation of Perovskite in Ambient
34、Air The Degradation Caused by Other Parts of PSC DevicesHysteresis Phenomenon Modifi cation of the Components in Traditional PSC Polymers as the Hole Transport MaterialInorganic Hole Transport Materials and Surface TreatmentHole-Conductor Free PSCHysteresis-Free PSC 影响性能影响性能稳稳定性的因素定性的因素提高提高稳稳定性的定性的应
35、对应对策略策略35Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么影响性能稳定性的因素影响性能稳定性的因素1）大多数）大多数钙钛矿型材料在型材料在300会会发生降解反生降解反应，使，使电池失效：池失效：CH3NH3PbI3PbI2+CH3NH2+HI2）同）同时，许多多钙钛矿型材料在大气型材料在大气环境下会与水和氧境下会与水和氧气气发生降解反生降解反应：CH3NH3PbI3(s)PbI 2(s)+CH3NH3I（aq）CH3NH3I(aq)CH3NH2(aq)+HI(aq)4HI(aq)+O
36、2 2I2(s)+2H2O(l)Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么影响性能稳定性的因素影响性能稳定性的因素3）PSC电池其它部件引起的降解，如在池其它部件引起的降解，如在MAPbI3 在光照情况下，在光照情况下，TiO2 和和MAPbI3界面界面层也会也会发生生降解反降解反应：2I-I2+2e-3CH3NH3+3CH3NH2()+3H+I +I2+3H+2e 3HI()4）由滞后效）由滞后效应引起引起PSC性能不性能不稳定性，原因可能定性，原因可能是：是：在在钙钛矿晶体内部、界
37、面存在着很大的缺陷晶体内部、界面存在着很大的缺陷密度；密度；钙钛矿材料的材料的铁电性能；性能；由多余原子引由多余原子引起的起的间隙缺陷，隙缺陷，导致致结构不构不稳定性。定性。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么提高稳定性的应对策略提高稳定性的应对策略1)Polymers as the Hole Transport Material 例如例如P3HT/SWNTs and PMMA能能够有效地充当保有效地充当保护层。2）Modification of the Components i
38、n Traditional PSC 对钙钛矿对钙钛矿敏化敏化剂剂修修饰饰：钙钛矿型可以用钙钛矿型可以用ABX3表示，表示，A通常是有机阳离子，通常是有机阳离子，B通常是金属阳离子，通常是金属阳离子，X是指卤是指卤素原子，通过改变素原子，通过改变A、B、X来达到修饰的目的。来达到修饰的目的。对对HTL添加添加剂剂材料材料进进行修行修饰饰，如用，如用PDMS取代取代LiTFSI and TBP，或者干脆不在或者干脆不在HTL中中掺杂掺杂其他材料其他材料Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了
39、什么提高稳定性的应对策略提高稳定性的应对策略3）Hole-Conductor Free PSC，如采取碳，如采取碳对电极。极。4）Hysteresis-Free PSC，如，如modification of the synthesis condition and precursor type and the N-type contact5）Inorganic Hole Transport Materials and Surface Treatment 有研究表明一些薄的金属氧化有研究表明一些薄的金属氧化层可以有效地充当防可以有效地充当防护层，防止防止PSC的降解，如的降解，如Al 2 O 3,
40、SiO 2,ZnO。其中。其中AI2O3发挥了两个作用：了两个作用：它能保它能保护钙钛矿层不被水和阳光降解：不被水和阳光降解：可可以抑制以抑制HTL/TiO2界面界面处电子与空穴的复合。子与空穴的复合。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么缺陷及其未来发展方向缺陷及其未来发展方向 钙钛矿太阳电池发展现状良好钙钛矿太阳电池发展现状良好,但仍有若干关键因但仍有若干关键因素可能制约钙钛矿太阳电池的发展。素可能制约钙钛矿太阳电池的发展。1）电池的稳定性问题）电池的稳定性问题,钙钛矿太阳电池
41、在大气中钙钛矿太阳电池在大气中效率衰减严重效率衰减严重。2）吸收层中含有可溶性重金属）吸收层中含有可溶性重金属Pb,易对环境造成易对环境造成污染。污染。3）现今钙钛矿应用最广的为旋涂法）现今钙钛矿应用最广的为旋涂法,但是旋涂法但是旋涂法难于沉积大面积、连续的钙钛矿薄膜。难于沉积大面积、连续的钙钛矿薄膜。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么未来发展方向未来发展方向钙钛矿钙钛矿太阳能太阳能电电池有着广泛的池有着广泛的应应用前景，用前景，虽虽然离投然离投入大入大规规模使用模使用还还有一
42、段距离，但是有研究者提出了有一段距离，但是有研究者提出了不同的不同的应应用用场场景，常景，常规规的的Si基太阳能基太阳能电电池大多数池大多数应应用于屋用于屋顶顶和和发电发电厂，在厂，在这这些特殊的些特殊的应应用用场场景中，即景中，即使使PSC的的PCE不高，也可以达到商不高，也可以达到商业业使用价使用价值值。例如在建筑材料中整合太阳能例如在建筑材料中整合太阳能电电池或者池或者发发展叠展叠层钙层钙钛矿钛矿太阳能太阳能电电池，又或者是可穿戴太阳能池，又或者是可穿戴太阳能设备设备和和节节能彩色能彩色显显示技示技术术等。等。Company LogoCompany Logo在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么Thank you