两天连发Angew、AM!这个钙钛矿电池团队了解一下!

通过平面SnO2作为电子传输层构建的钙钛矿太阳能电池目前实现了最高记录的太阳能转化效率,但是多孔SnO2电子传输层结构构建的太阳能电池器件的性能仍非常差。华中科技大学韩宏伟团队报道了将在SnO2浆料中加入Mg调控氧缺陷,实现了高效率可印刷制备钙钛矿太阳能电池器件。最后,研究人员回顾了制备这三种形式的卤化物钙钛矿的典型策略。

1. Angew: Mg修饰多孔SnO2提高钙钛矿电池性能

通过平面SnO2作为电子传输层构建的钙钛矿太阳能电池目前实现了最高记录的太阳能转化效率,但是多孔SnO2电子传输层结构构建的太阳能电池器件的性能仍非常差。

华中科技大学韩宏伟团队报道了将在SnO2浆料中加入Mg调控氧缺陷,实现了高效率可印刷制备钙钛矿太阳能电池器件。

通过高温煅烧处理,能够消除氧缺陷从而抑制SnO2自掺杂。在浆料中加入的Mg能够占据Sn位点和SnO2的间隙位点,并促进形成氧空穴。形成的晶格Mg能够引入中性氧空穴、间隙Mg导致中性氧空穴进行离子化实现自掺杂。

通过调控氧空穴,提高SnO2的载流子浓度和Fermi能级位置,因此这种电子传输层具有更低的电荷传输陷阱,能够抑制界面复合,电池的性能从6.62%显著提高至17.25%。

2. AM综述:纳米晶体、单晶和薄膜中的卤化物钙钛矿结晶过程和方法

具有非凡光电特性的卤化物钙钛矿半导体已引起人们的兴趣。卤化物钙钛矿纳米晶体、单晶和薄膜已被制备用于各种领域,例如光发射、光检测和光收集。高性能器件依赖于由成核和晶体生长过程决定的高晶体质量。华中科技大学韩宏伟团队对由溶液过饱和驱动的结晶过程进行了基本的理解,并总结了卤化物钙钛矿晶体的那些方法。

过饱和决定了参与自发聚集的表面和体积分子单元的比例和平均吉布斯自由能变化,这在溶液中可能是稳定的,并且只有当溶液超过所需的最小临界浓度 (Cmin) 时才会诱导均匀成核。

由于存在表面,晶体生长和异相成核在热力学上比均相成核更容易。纳米晶主要是通过在 Cmin 上快速增加浓度以成核为主的过程制备,单晶主要通过保持溶解度和 Cmin 之间的浓度通过生长为主的过程来制备,而薄膜主要是通过影响成核和生长来制备确保致密性和粒度的工艺。最后,研究人员回顾了制备这三种形式的卤化物钙钛矿的典型策略。

参考文献

1. Oxygen Vacancy Management for High-Temperature Mesoporous SnO2 Electron Transport Layers in Printable Perovskite Solar Cells, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202202012

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202202012

2. Halide Perovskite Crystallization Processes and Methods in Nanocrystals, Single Crystals and Thin Films. Adv. Mater..

https://doi.org/10.1002/adma.202200720

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202200720

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