鈣鈦礦太陽能電池材料(編輯修改稿)
2025-09-01 17:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 與cTiO2噴涂次數(shù)的關系曲線；(b)遲滯效應指數(shù)與掃描速率的關系曲線。圖7提供了界面處電荷積累和偏振特征的圖像。(a)無偏壓下cTiO2/鈣鈦礦界面層的能帶圖；(b)小偏壓下cTiO2/鈣鈦礦界面層的能帶圖；(c)大偏壓下cTiO2/鈣鈦礦界面層的能帶圖。表現(xiàn)了能帶及電荷復合的過程。偏壓增大的情況下，界面因為極化逐漸向相反的方向彎曲，同時導致了空穴的積累，這種在Ctio2 /鈣鈦礦型界面穩(wěn)定積累的陽離子和電子空穴，提高了VOC。同時這些空穴和陽離子會與來自接觸面的二氧化鈦的電子在表面結(jié)合。作者認為這種電荷積累緩慢的動態(tài)變化導致了所觀察到的不同的滯后效應。由于較薄的Ctio2表面能增大，有著更大的功函數(shù)，使得在給定的正向掃描電壓下可以有更多的電荷積累，因此電壓可以繼續(xù)增大，而反掃電壓是逐漸減小的，就沒有這樣的表現(xiàn)，反應在伏安特性曲線上就是反轉(zhuǎn)的滯后效應通過對這種可調(diào)的滯后效應的研究，作者認為是TiO2/鈣鈦礦界面的極化導致這種可調(diào)節(jié)滯后現(xiàn)象，這種極化可以可逆地累積正電荷。對滯后效應成功地調(diào)整，證明了C TiO2/鈣鈦礦界面在控制滯后趨勢的重要性。為鈣鈦礦電池的遲滯效應提供了重要的見解。3第3篇 文獻離子移動是有機無機雜化鈣鈦礦中的熱門話題。它和鈣鈦礦太陽能電池的反常光伏效應，鈣鈦礦材料的巨介電常數(shù)等特殊性能密切相關。在鈣鈦礦太陽能電池中，一般認為離子應該去除，因為大量離子移動會帶來材料相分離和電池穩(wěn)定性差的問題。很少有人關注離子移動帶來的優(yōu)點。本篇文獻的作者通過在鈣鈦礦骨架中引入少量小的鋰離子和外來碘離子，借助于外電場中外來離子的移動，闡明一定的離子移動/聚集在鈣鈦礦材料中形成了外來的n/p型摻雜。這種外來非本征摻雜有助于電池內(nèi)建電場的提高以及載流子的迅速抽取。離子移動示意圖及電化學性能測試。(a)外來離子在鈣鈦礦骨架中移動。(b)鈣鈦礦離子電導隨鋰離子增多而增大。(c)反式鈣鈦礦太陽能電池中NiO/鈣鈦礦界面電子抽取，含離子的抽取變快實驗表明，LiI添加劑不會改變鈣鈦礦晶型。Li+最可能在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的空隙中轉(zhuǎn)移并停留，而I?通常組成八面體的結(jié)構(gòu)形成空隙。這個曲線表明隨著鈣鈦礦中鋰離子的增多，鈣鈦礦的電導隨之增大因為LiI摻雜使導電性增加，從而會加快從鈣鈦礦到NiO的界面電荷轉(zhuǎn)移，使反式鈣鈦礦太陽能電池中NiO/鈣鈦礦界面電子抽取，含Li2+離子的抽取速率變快。(a)這是設計的使用原子力顯微鏡表面電勢測試鈣鈦礦/FTO以及鈣鈦礦界面的能級的裝置（一半涂有FTO，巴拉巴拉）(b)通過對FTO加不同偏壓，在界面形成離子聚集，測試得到表面電勢在沒有偏壓的情況下，含Li+2%摻雜的電勢差要小于不含Li摻雜的，ΔVN的減小意味著在界面所損耗的能量會減少，從而促進電子從li+2%進入FTO。由圖所示， %的表面電位比li0低約40 mV， %的表面電位比li0高約50 mV。理論計算和實驗結(jié)果證明，Li+離子在陰極附近的積累將引起n型摻雜，而I?陽極附近形成p型摻雜。正偏壓下I聚集在FTO，因為I不易失去電子，所以產(chǎn)生的空穴容易積累形成p型摻雜，同理負偏壓下Li+聚集在FTO，而Li+不易得到電子，容易使電子積累形成n型摻雜。(b)少量離子摻雜有助于電池效率提升，并減小遲滯效應。（li0有明顯的遲滯效應，而摻雜了5%的Li以后正掃反掃的伏安特性曲線基本重合，摻雜li2%，5%的短路電流和開路電壓都大于無li摻雜的）(c)外來離子在界面聚集使得電池內(nèi)建電場增強，使電壓增大，從而提高電池性能。不同于鈣鈦礦自身本征的離子移動將會帶來大量的缺陷態(tài)，但這種外來的離子移動不會形成相分離。因而對鈣鈦礦太陽能電池性能提高以及保持器件穩(wěn)定性有積極作用。4第4篇 文獻有機 無機
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