硫化镉对CH3NH3PbI3/硫化镉体型异质结太阳能电池中电荷产生和输运机制的影响

批准号:
61704048
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
陈冲
依托单位:
学科分类:
F0403.半导体光电子器件与集成
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
李夕金、郭明轩、朱良欣
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中文摘要
进一步提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率的关键因素是减少电池内部的光生电荷复合并增强电池的光吸收能力。为了提高钙钛矿太阳能电池的效率,本项目拟制备基于CH3NH3PbI3/CdS体异质结的钙钛矿太阳能电池。相比普通CH3NH3PbI3活性层,这种CH3NH3PbI3/CdS体异质结活性层既能提高活性层的光吸收能力,又能通过有效的电荷分离减少活性层中的电荷复合。本项目将系统地研究CdS对CH3NH3PbI3/CdS体异质结活性层的表面形态、光电化学性质及电池光电性能的影响,揭示CH3NH3PbI3/CdS体异质结电池中光生载流子的产生动力学和输运机制。本项目的研究将对通过改进活性层的结构提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提供新的研究方法。
英文摘要
Reducing the photo-generated charge recombination and enhancing light absorption are the key factors in further improving the photoelectric conversion efficiencies of perovskite solar cells (PSCs). In this project, the PSCs based on CH3NH3PbI3/CdS bulk heterojunction will be prepared to improve the efficiencies of PSCs. In comparison to common CH3NH3PbI3 active layer, CH3NH3PbI3/CdS bulk heterojunction photoactive layer can not only increase the light absorption of the active layer, but also reduce the charge recombination through effective charge separation in the active layer. In this project, the effect of CdS on the surface morphology, optical property and electrical properties of the prepared CH3NH3PbI3/CdS bulk heterojunction active layer and the device performance will be systematically studied to reveal the charge generation kinetics and transportation mechanisms of photo-generated carrier in CH3NH3PbI3/CdS heterojunction solar cells. This research will provide new methods to improve the efficiency of PSCs by improving the active layer structure.
减少钙钛矿电池中的电荷复合是提高钙钛矿太阳能电池的关键因素。为提高该种电池的光电转换效率,本项目主要进行了两个方面的研究内容:1、本项目研究制备了基于CH3NH3PbI3/CdS体异质结活性层的倒置结构钙钛矿太阳能电池,系统地研究了CdS对CH3NH3PbI3/CdS体异质结活性层的表面形态、光电化学性质及电池光电性能的影响,揭示了CH3NH3PbI3/CdS体异质结电池中光生载流子的产生动力学和输运机制。2、本项目也制备了基于CdS:Cd(SCN2H4)2Cl2:CH3NH3PbI3体异质结活性层的钙钛矿太阳能电池,研究了CdS量子点和无定形络合物材料Cd(SCN2H4)2Cl2对电池中的晶体缺陷态的钝化机理以及电荷产生/复合机制的影响,揭示了它们对电池光伏性能和稳定性的影响规律。 .本项目的研究结果表明:掺入的CdS显著减少了CH3NH3PbI3/CdS体异质结活性层中的光生电荷的复合,并有效地促进了光生电荷在电子传输层/活性层和空穴传输层/活性层界面处的电荷抽取,从而将电池的效率从7.3%提高到了14.8%;在CdS:Cd(SCN2H4)2Cl2:CH3NH3PbI3体异质结活性层的钙钛矿太阳能电池中, CdS量子点和Cd(SCN2H4)2Cl2有效促进钙钛矿活性层的电荷分离,同时,Cd(SCN2H4)2Cl2能对钙钛矿晶体表面缺陷进行有效钝化,从而提高电池的效率和稳定性。.本项目的研究将对通过设计活性层的结构提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提供新的研究方法。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:https://doi.org/10.1016/j.nantod.2020.101062
发表时间:2021
期刊:Nano Today
影响因子:17.4
作者:Huilin Li;Fumin Li;Zhitao Shen;Suting Han;Chao Dong;Chong Chen;Ye Zhou;Mingtai Wang
通讯作者:Mingtai Wang
Solution-Processed in Situ Growth of CuInS2 Nanoparticle Films for Efficient Planar Heterojunction Solar Cells with a Dual Nature of Charge Generation
用于具有电荷生成双重性质的高效平面异质结太阳能电池的 CuInS2 纳米颗粒薄膜的溶液处理原位生长
DOI:10.1021/acsaem.9b00915
发表时间:2019-07-01
期刊:ACS APPLIED ENERGY MATERIALS
影响因子:6.4
作者:Chen, Wangwei;Qi, Juanjuan;Wang, Mingtai
通讯作者:Wang, Mingtai
Comparison of performance and stability of perovskite solar cells with CuInS2 and PH1000 hole transport layers fabricated in a humid atmosphere
在潮湿气氛中制备的具有 CuInS2 和 PH1000 空穴传输层的钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性比较
DOI:10.1007/s11051-017-4081-6
发表时间:2017
期刊:Journal of Nanoparticle Research
影响因子:2.5
作者:Zhai Yong;Li Fumin;Guo Mingxuan;Chen Chong
通讯作者:Chen Chong
Enhancing the efficiency and stability of perovskite solar cells by incorporating CdS and Cd(SCN2H4)(2)Cl-2 into the CH3NH3PbI3 active layer
通过将 CdS 和 Cd(SCN2H4)2Cl2 纳入 CH3NH3PbI3 活性层来提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性
DOI:10.1039/c8ta09933b
发表时间:2019
期刊:Journal of Materials Chemistry A
影响因子:11.9
作者:Zhu Liangxin;Chen Chong;Li Fumin;Shen Zhitao;Weng Yujuan;Huang Qingsong;Wang Mingtai
通讯作者:Wang Mingtai
Electric dipole moment-assisted charge extraction and effective defect passivation in perovskite solar cells by depositing a PCBM:TIPD blend film on a CH3NH3PbI3 layer
通过在 CH3NH3PbI3 层上沉积 PCBM:TIPD 混合膜,实现钙钛矿太阳能电池中电偶极矩辅助电荷提取和有效缺陷钝化
DOI:10.1039/c9tc03881g
发表时间:2019-09
期刊:Journal of Materials Chemistry C
影响因子:6.4
作者:Weng Yujuan;Shen Zhitao;Guo Mingxuan;Wu Fan;Li Fumin;Zhu Liangxin;Ling Lanyu;Chen Chong
通讯作者:Chen Chong
基于透明的双面TiO2纳米管/ITO电极的CdS/CuInS2量子点敏化太阳能电池研究
- 批准号:U1404616
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:陈冲
- 依托单位:
国内基金
海外基金
