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2021 Adv. Mater. (IF 30.849) : 研究發現3072小時穩定高效鈣鈦礦

  Advanced Materials (IF 30.849) 在2021年9月發表一項研究,探討1D-3D 混合維 (mixed-dimensional) 鈣鈦礦材料可以有效抑制電致伸縮效應和電荷載流子的不平衡,達成超長期穩定性與維持高初始功率轉換效率 (PCE)。

  3D有機-無機雜化鹵化物鈣鈦礦太陽能電池 (pero-SCs),由於操作條件的離子遷移,面臨嚴重的不穩定性。在此項研究中,作者使用添加苯並咪唑陽離子 (benzimidazole cation, Bn+) 的有機鹽,發展成為1D-3D混合維鈣鈦礦材料。Bn+可誘導3D鈣鈦礦晶體生長,並形成1D BnPbI3鈣鈦礦。

  作者採用光焱科技太陽光模擬器,以標準電池進行光強校正,搭配QE-R量子效率測量系統進行光譜響應量測。研究結果顯示,p-i-n 1D–3D鈣鈦礦的離子遷移受到抑制,除了顯示出超長期穩定性,在運行3072小時後仍保持其初始功率轉換效率 (PCE) 95.3%,同時實現無滯後鈣鈦礦。光焱科技量子效率測量系統除了用於太陽能電池的EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析,同時對於太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流,也提供了Jsc (short-circuit current density) 的比對,以證明實驗的真確性。光焱科技的太陽光模擬器與KA-6000軟體,也同時提供了短路電流對時間變化的監控,以證明太陽能電池的穩定!

3D perovskite film contact angle

3D 和 1D-3D 鈣鈦礦薄膜接觸角度。

3D perovskite solar cell solar simulator quantum efficiency

老化 500 小時後 3D 和 1D-3D 鈣鈦礦 (pero-SC) 的變化。

Perovskite PCE FF solar simulator quantum efficiency
Perovskite PCE solar simulator quantum efficiency
Perovskite PL intensity

本文關鍵字:鈣鈦礦、Perovskite、太陽光模擬器、Solar Simulator 、量子效率、Quantum Efficiency

原文:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202105170

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