充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池取得系列重要研究進展
2018-7-30 12:43:11??????點擊：
全無機CsPbBr3型鈣鈦礦充電機充電太陽能蓄電池由于具有高的載流子遷移率和光吸收系數(shù)，以及在高溫和高濕環(huán)境中優(yōu)異的穩(wěn)定性而受到極大關注。常規(guī)空穴傳輸材料價格昂貴，因此無空穴傳輸層的CsPbBr3型充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池表現(xiàn)出更加廣闊的商業(yè)化應用前景，其中FTO/c-TiO2/m-TiO2/CsPbBr3/Carbon電池結構的器件最近引起了廣泛的關注。但全無機CsPbBr3鈣鈦礦充電機充電太陽能蓄電池目前的效率仍然較低。因此，如何在保持器件高穩(wěn)定性的前提下，進一步提高電池效率是該領域亟需解決的關鍵科學問題。
【成果簡介】
暨南大學唐群委教授在全無機CsPbBr3鈣鈦礦充電機充電太陽能蓄電池方面取得一系列研究進展。（1）結構工程：首次設計出一種雙面無機CsPbBr3型鈣鈦礦充電機充電太陽能蓄電池，實現(xiàn)了電池對太陽能的雙面捕獲，雙面因子高達98.5%，相關研究成果發(fā)表在最新一期的Chem. Comm. (2018, 54, 8237-8240) 雜志上；（2）元素工程：通過摻入堿金屬離子，鋰（Li+）、鈉（Na+）、鉀（K+）、銣（Rb+）離子，系統(tǒng)研究了Cs1-xRxPbBr3型鈣鈦礦充電機充電太陽能蓄電池的性能，研究發(fā)現(xiàn)，采用Cs0.91Rb0.09PbBr3制備的充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的最高效率可以達到9.86%，相關成果發(fā)表在Sol. RRL (2018, DOI: 10.1002/solr.201800164) 雜志上；（3）界面工程：利用鈣鈦礦量子點修飾鈣鈦礦/碳電極界面，加速電荷的傳輸速率，抑制電荷復合，將電池效率提升至9.13%，相關成果發(fā)表在J. Mater. Chem. A (2018, DOI: 10.1039/C8TA02522C), Chem. Commun. (2018, DOI: 10.1039/C8CC05517C)和J. Power Sources (2018, 399, 76-82) 雜志上。
【圖文簡介】
圖一 雙面全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的結構示意圖
（a）雙面全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的光伏電站圖和光路示意圖。
（b）具有FTO/c-TiO2/m-TiO2/CsPbBr3/Carbon/CsPbBr3/m-TiO2/c-TiO2/FTO結構的雙面全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的示意圖。
（c）雙面充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的能帶結構圖。
二 堿金屬離子摻雜全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的性能
（a）具有FTO/c-TiO2/m-TiO2/CsPbBr3/carbon構型的全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的截面SEM圖。
（b）不同堿金屬離子摻雜的全無機鈣鈦礦電池的J-V曲線。
（c）不同類型無機鈣鈦礦電池的IPCE曲線。
（d）五種充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的效率穩(wěn)態(tài)輸出。
三 堿金屬摻雜全無機鈣鈦礦薄膜的性能和形貌
（a）堿金屬離子部分取代（摻雜）Cs+的示意圖。
（b）Cs 3d的高分辨率XPS圖譜。
（c）堿金屬離子摻雜的無機鈣鈦礦薄膜的(100)，(110)和(111)衍射峰的XRD圖。
（d） CsPbBr3, (e) Cs0.98Li0.02PbBr3, (f) Cs0.94Na0.06PbBr3, (g) Cs0.92K0.08PbBr3 and (h) Cs0.91Rb0.09PbBr3五種無機鈣鈦礦薄膜的SEM圖像。
（i）基于五種SEM圖像統(tǒng)計出來的粒徑分布。
四 采用鈣鈦礦量子點界面修飾全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的機理示意圖和電池性能
（a）無機鈣鈦礦量子點界面修飾的機理示意圖。
（b）不同CsSnBr3-xIx量子點修飾的全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的能級圖。
（c）不同CsSnBr3-xIx量子點修飾后的CsPbBr3鈣鈦礦薄膜的PL衰減曲線圖。
（d）不同CsSnBr3-xIx量子點修飾的CsPbBr3薄膜的PL光譜強度圖。
（e）不同CsSnBr3-xIx量子點修飾的PSC的短路電流密度與光強關系圖。
【成果簡介】
暨南大學唐群委教授在全無機CsPbBr3鈣鈦礦充電機充電太陽能蓄電池方面取得一系列研究進展。（1）結構工程：首次設計出一種雙面無機CsPbBr3型鈣鈦礦充電機充電太陽能蓄電池，實現(xiàn)了電池對太陽能的雙面捕獲，雙面因子高達98.5%，相關研究成果發(fā)表在最新一期的Chem. Comm. (2018, 54, 8237-8240) 雜志上；（2）元素工程：通過摻入堿金屬離子，鋰（Li+）、鈉（Na+）、鉀（K+）、銣（Rb+）離子，系統(tǒng)研究了Cs1-xRxPbBr3型鈣鈦礦充電機充電太陽能蓄電池的性能，研究發(fā)現(xiàn)，采用Cs0.91Rb0.09PbBr3制備的充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的最高效率可以達到9.86%，相關成果發(fā)表在Sol. RRL (2018, DOI: 10.1002/solr.201800164) 雜志上；（3）界面工程：利用鈣鈦礦量子點修飾鈣鈦礦/碳電極界面，加速電荷的傳輸速率，抑制電荷復合，將電池效率提升至9.13%，相關成果發(fā)表在J. Mater. Chem. A (2018, DOI: 10.1039/C8TA02522C), Chem. Commun. (2018, DOI: 10.1039/C8CC05517C)和J. Power Sources (2018, 399, 76-82) 雜志上。
【圖文簡介】
圖一 雙面全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的結構示意圖
（a）雙面全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的光伏電站圖和光路示意圖。
（b）具有FTO/c-TiO2/m-TiO2/CsPbBr3/Carbon/CsPbBr3/m-TiO2/c-TiO2/FTO結構的雙面全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的示意圖。
（c）雙面充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的能帶結構圖。
二 堿金屬離子摻雜全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的性能
（a）具有FTO/c-TiO2/m-TiO2/CsPbBr3/carbon構型的全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的截面SEM圖。
（b）不同堿金屬離子摻雜的全無機鈣鈦礦電池的J-V曲線。
（c）不同類型無機鈣鈦礦電池的IPCE曲線。
（d）五種充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的效率穩(wěn)態(tài)輸出。
三 堿金屬摻雜全無機鈣鈦礦薄膜的性能和形貌
（a）堿金屬離子部分取代（摻雜）Cs+的示意圖。
（b）Cs 3d的高分辨率XPS圖譜。
（c）堿金屬離子摻雜的無機鈣鈦礦薄膜的(100)，(110)和(111)衍射峰的XRD圖。
（d） CsPbBr3, (e) Cs0.98Li0.02PbBr3, (f) Cs0.94Na0.06PbBr3, (g) Cs0.92K0.08PbBr3 and (h) Cs0.91Rb0.09PbBr3五種無機鈣鈦礦薄膜的SEM圖像。
（i）基于五種SEM圖像統(tǒng)計出來的粒徑分布。
四 采用鈣鈦礦量子點界面修飾全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的機理示意圖和電池性能
（a）無機鈣鈦礦量子點界面修飾的機理示意圖。
（b）不同CsSnBr3-xIx量子點修飾的全充電機充電無機鈣鈦礦太陽能蓄電池的能級圖。
（c）不同CsSnBr3-xIx量子點修飾后的CsPbBr3鈣鈦礦薄膜的PL衰減曲線圖。
（d）不同CsSnBr3-xIx量子點修飾的CsPbBr3薄膜的PL光譜強度圖。
（e）不同CsSnBr3-xIx量子點修飾的PSC的短路電流密度與光強關系圖。
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