Quantum-Assisted Photoelectric Effects in Perovskite Solar Cells

钙钛矿太阳能电池中的量子辅助光电效应

基本信息

  • 批准号:
    20K15135
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Graded 2D perovskite capping shells with continuously upshifting valence bands, produced by tailored dimensional engineering, can effectively extract holes from 3D perovskite cores. Real-space observation of electronic structures will fully reveal the operating mechanisms of 2D/3D hybrid perovskite solar cells (PSCs). In this financial year, the light-modulated scanning tunneling microscopy visualizes the cross-sectional band alignment across 2D (C4H9NH3)2(CH3NH3)n-1PbnI3n+1/3D CH3NH3PbI3 stacked perovskites. By systematically analyzing their electronic configuration, the mixed-dimensional perovskite band structure along the vertical 3D-to-2D direction can be spatially resolved. Remarkably, the electric field in the 2D perovskite is larger under light illumination than under dark conditions, resulting in an increase in the concentration of holes and electrons distributed in the 2D and 3D perovskites, respectively. Benefiting from this electronic reconstruction, charge recombination is suppressed, thereby significantly promoting the 2D/3D PSC performance. Moreover, our method opens an avenue for direct, local mapping of optoelectronic device energy levels. (Nano Energy, 2021, 89, 106362)
通过定制化尺寸工程生产的价带不断上移的梯度二维钙钛矿盖壳,可以有效地从三维钙钛矿岩心中提取孔洞。电子结构的实空间观测将充分揭示二维/三维混合钙钛矿太阳能电池(PSCs)的运行机制。在本财政年度,光调制扫描隧道显微镜显示了2D (C4H9NH3)2(CH3NH3)n-1PbnI3n+1/3D CH3NH3PbI3堆叠钙钛矿的横截面波段排列。通过系统地分析它们的电子构型,可以在空间上分辨出垂直三维到二维方向上的钙钛矿混合维带结构。值得注意的是,光照条件下二维钙钛矿中的电场比黑暗条件下更大,导致二维和三维钙钛矿中分布的空穴和电子浓度分别增加。受益于这种电子重构,电荷复合被抑制,从而显著提高了2D/3D PSC性能。此外,我们的方法为光电器件能级的直接局部映射开辟了一条途径。(纳米能源,2021,89,106362)

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quantum-assisted photoelectric gain effects
量子辅助光电增益效应
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Visualizing band alignment across 2D/3D perovskite heterointerfaces of solar cells with light-modulated scanning tunneling microscopy
  • DOI:
    10.1016/j.nanoen.2021.106362
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Po‐Cheng Huang;Shao-Ku Huang;Tingrun Lai;M. Shih;H. Hsu;Chun-Hsiang Chen;Cheng‐Chieh Lin;Chun-Hao Chiang;Chi Ying Lin;K. Tsukagoshi;Chun‐Wei Chen;Y. Chiu;S. Tsay;Ying-Chiao Wang
  • 通讯作者:
    Po‐Cheng Huang;Shao-Ku Huang;Tingrun Lai;M. Shih;H. Hsu;Chun-Hsiang Chen;Cheng‐Chieh Lin;Chun-Hao Chiang;Chi Ying Lin;K. Tsukagoshi;Chun‐Wei Chen;Y. Chiu;S. Tsay;Ying-Chiao Wang
Self-powered UV photodetectors with ultrahigh air stability based on a 2D coordination nanosheet
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ying-Chiao Wang;Kazuhito Tsukagoshi;Hiroshi Nishihara
  • 通讯作者:
    Hiroshi Nishihara
Unravelling the origin of the photocarrier dynamics of fullerene-derivative passivation of SnO2 electron transporters in perovskite solar cells
  • DOI:
    10.1039/d0ta08752a
  • 发表时间:
    2020-11-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Huang, Shao-Ku;Wang, Ying-Chiao;Chen, Chun-Wei
  • 通讯作者:
    Chen, Chun-Wei
Bis(dithiolene)iron(II) Photodetectors
双(二硫烯)铁(II)光电探测器
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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    小林 柊司;金子 哲;王 映樵;前田 啓明;福居 直哉;西原 寛;塚越 一仁;西野 智昭
  • 通讯作者:
    西野 智昭

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