柔性钙钛矿大面积成膜过程中的成核结晶机制研究及调控

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21875178
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0908.能源材料化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Due to the solution processibility, perovskite solar cells (PSCs) could be fabricated with low cost. Flexible PSCs have advantages of flexibility and light weight, more suitable for the new photovoltaics products that require light weight. Aiming for the commercialization, besides addressing the stability issue, we need develop methods to fabricate large scale perovskite thin films. However, few efforts have been devoted to the study of the mechanism of the nucleation and crystal growth of the perovskite during the film formation, but more on the techniques of small area film fabrication. In this project, we focus on the investigation of the mechanism of the nucleation and crystal growth of the perovskite during the film formation and the effect of the different cations, anions and substrate materials on the perovskite crystals formation and growth. With the above research results, it is possible to develop large area film fabrication methods. As the rough and hydrophobic surface properties of the flexible substrate, interfacial engineering will be conducted to modify the surface. Combining with the 2D perovskite, we will fabricate large perovskite thin film on the flexible substrate. Finally the efficient large flexible modules would be fabricated by the developed methods.
钙钛矿太阳能电池由于可以通过溶液法制备,成本低廉,吸引了众多的兴趣。其中尤其是柔性钙钛矿太阳能电池,有着可挠轻便等优点,更符合当前对光伏产品轻量化的需求。钙钛矿光伏走向产业化的障碍除了需要解决稳定性问题,还要实现大面积钙钛矿薄膜的制备。虽然目前报道了很多钙钛矿薄膜的制备方法,但是主要都是基于小面积薄膜的制备,并且很少探讨钙钛矿的成膜机制。钙钛矿材料在成膜过程中,其成核结晶机制到底是什么,是均质成核还是异质成核,受不受基底材料影响?这些关键性的基础问题仍然不清楚。本项目拟通过研究钙钛矿材料在大面积成膜过程中的成核结晶机制,揭示不同阳离子、不同卤素阴离子、不同基底材料对钙钛矿材料成核结晶行为的影响,从而为大面积钙钛矿成膜技术的开发提供理论支持 。此外,柔性衬底表面疏水,更难成膜,本项目将通过界面工程,修饰界面,改变界面性质,再结合二维钙钛矿掺杂技术,实现在柔性衬底的大面积钙钛矿薄膜及组件的制备。

结项摘要

钙钛矿太阳能电池作为一种新型光伏技术,具有低成本高效的特点,其应用光伏。其中,柔性钙钛矿太阳能电池轻薄可柔,可以用在可穿戴电子作为移动电源,应用前景广阔。但是柔性钙钛矿太阳能电池为了实现柔性,要在塑料基板上制备器件,由于塑料基板不耐受高温,必须开发低温薄膜制备技术。同时柔性基板更粗糙、更疏水,钙钛矿的成膜更难控制。为了制备高效柔性钙钛矿太阳能电池,我们首先研究柔性钙钛矿成核结晶机制,并通过组分、溶剂和添加剂进行调控,制备高质量大面积钙钛矿薄膜。再开发低温氧化锡电子传输层制备技术和稳定空穴传输层制备技术,结合飞秒激光加工技术,最终实现了10 cm x 10 cm柔性大面积钙钛矿太阳能电池组件的制备,效率超过13%。我们开发的低温印刷技术可以实现柔性钙钛矿太阳能电池组件的快速低能耗制备,极大地降低了柔性钙钛矿制备成本,也为未来柔性钙钛矿太阳能电池产业化提供了解决思路。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Efficient and stable perovskite solar cells via surface passivation of an ultrathin hydrophobic organic molecular layer
通过超薄疏水有机分子层的表面钝化实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2020.126712
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Jing Li;Tongle Bu;Zhipeng Lin;Yanping Mo;Nianyao Chai;Xiaofeng Gao;Meng Ji;Xiao-Li Zhang;Yi-Bing Cheng;Fuzhi Huang
  • 通讯作者:
    Fuzhi Huang
Ink Engineering for Blade Coating FA-Dominated Perovskites in Ambient Air for Efficient Solar Cells and Modules
用于高效太阳能电池和模块的环境空气中以 FA 为主的钙钛矿刀片涂层油墨工程
  • DOI:
    10.1021/acsami.1c00900
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Li Hengyi;Bu Tongle;Li Jing;Lin Zhipeng;Pan Junye;Li Qianhui;Zhang Xiao-Li;Ku Zhiliang;Cheng Yi-Bing;Huang Fuzhi
  • 通讯作者:
    Huang Fuzhi
A facile green solvent engineering for up-scaling perovskite solar cell modules
用于放大钙钛矿太阳能电池模块的简便绿色溶剂工程
  • DOI:
    10.1016/j.solener.2019.03.038
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    SOLAR ENERGY
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Tian, Shi;Li, Jing;Huang, Fuzhi
  • 通讯作者:
    Huang, Fuzhi
Efficient Planar Perovskite Solar Cells via a Sputtered Cathode
通过溅射阴极的高效平面钙钛矿太阳能电池
  • DOI:
    10.1002/solr.201900209
  • 发表时间:
    2019-09
  • 期刊:
    SOLAR RRL
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Mo Yanping;Shi Jian;Zhou Peng;Li Saisai;Bu Tongle;Cheng Yi Bing;Huang Fuzhi
  • 通讯作者:
    Huang Fuzhi
Lead halide-templated crystallization of methylamine-free perovskite for efficient photovoltaic modules
用于高效光伏组件的无甲胺钙钛矿的卤化铅模板结晶
  • DOI:
    10.1126/science.abh1035
  • 发表时间:
    2021-06-18
  • 期刊:
    SCIENCE
  • 影响因子:
    56.9
  • 作者:
    Bu, Tongle;Li, Jing;Huang, Fuzhi
  • 通讯作者:
    Huang, Fuzhi

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黄福志的其他基金

基于飞秒激光调控的柔性钙钛矿成膜研究
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  • 批准年份:
    2021
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    面上项目
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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