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新疆理化所合成有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池单晶材料

新疆理化所合成有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池单晶材料

  目前,主流的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池器件主要有两种架构,即多孔结构和平面型结构。这两种结构中,有机-无机杂化钙钛矿的存在形式均为基于多晶纳米薄膜,其光电转换效率已经超过20%对于有机幸运28-无机杂化钙钛矿体系,单晶器件的光电性能要远远优于目前广泛采用的纳米晶薄膜器件。主要得益于单晶样品中晶界等缺陷数量的减少,使得光生载流子到达器件两侧电极的几率大大增大,从而可以增大器件的光电流密度。

  中国科学院新疆理化技术研究所研究员徐金宝带领其研究团队,发现了一种简便的制备CH3NH3PbBr3大尺寸单晶的方法。该方法采用单一溶剂前驱体,方法简便、成本低,所有工序均可在室温下完成,并且运用该方法生长出了14×14mm 大尺寸晶体,该晶体为立方相结构,P-43m(215)空间群;该单晶在暗态下自发极化行为较弱,置于光照环境下,晶体显示出明显的表面自发极化现象,体现出光诱导极化的特征;在光照与暗态下,表面电势之差高达200mV,有利于制备高开路电压的光电转换器件。该单晶表面电流分布均匀,光电流约为暗态电流的幸运2820倍,且在整体表面无衰减现象,这一结果表明单晶杂化钙钛矿器件与目前的纳米晶薄膜器件相比,有望大幅提高其光生电流密度。

  该研究成果发表在Journal 幸运28 of Physical Chemistry Letters上,相关研究工作得到“千人计划”-新疆专项、国家自然科学基金、中科院西部之光等项目资助。

  论文链接

 

CH3NH3PbBr3 单晶样品在光照和暗态下的表面电势数据曲线图