The charge carrier recombination at interfaces and photon loss are two crucial factors in limiting photoelectric conversion efficiencies of perovskite solar cells (PSCs), whereas the dissolution of ionic perovskite materials in hydrous atmosphere makes them unstable in ambient conditions. One of the solutions to increase PSC efficiency and stability is to use energy level compensation of quantum dots and to combine bifacial photon-harvesting technique. In the proposed project, the applicant will study the fundamental problems on photon or charge carrier transportation and energy level compensation in mesoscopic space by adjusting the spectral characteristics of carbon quantum dots and perovskite quantum dots. By combining with bifacial photon transportation, the packaging and integration strategies as well as new synthesis methods for crucial materials in the process of building macro device modules will be demonstrated, realizing bifacial PSC structures featured with high efficiency, cost-effectiveness and good stability. Finally, we will develop new methods for bifacial PSC module construction, and build corresponding characterization systems.
钙钛矿太阳能电池(PSC)界面处的载流子复合与光子损耗是制约其光电转换效率进一步提升的重要因素,而离子型钙钛矿材料在含水氛围极易溶解使其不能在周围环境中稳定存在,利用量子点的能级补偿效应并结合双面光子捕获技术是提高太阳能电池光电转换效率和稳定性的有效方法之一。本项目拟利用PSC的界面效应,通过调制碳/钙钛矿两类量子点的光谱特性,研究介观空间内纳米单元间的光子、载流子传输和能级补偿机理等基础问题;结合双面光子传输技术,探索宏观器件构筑过程中纳米器件单元的组装、集成方式和相关材料的合成新方法;设计实现高效率、低成本、高稳态的双面PSC结构,开发双面捕光PSC器件的构筑新方法,完善相应的表征体系。
钙钛矿太阳能电池界面处的载流子复合与光子损耗是制约其光电转换效率进一步提升的重要因素,而钙钛矿缺陷也导致器件性能在含氧、含水氛围易于衰减,利用量子点的能级补偿效应并结合双面捕光技术和钙钛矿钝化工程是改善光电转换效率和稳定性的重要手段。本项目利用全无机钙钛矿太阳能电池的界面效应,通过调制量子点的光谱特性,深入研究了介观空间内纳米单元间的光子、载流子传输和能级补偿机理等基础问题;结合钙钛矿钝化技术,揭示了功能小分子、纳米材料等对钙钛矿薄膜内部和表面的钝化机制,并最终制备了光电转换效率高、稳定性好的全无机钙钛矿太阳能电池器件。通过项目的实施,我们已经完成了所有预期目标,在Angewandte Chemie International Edition、Advanced Energy Materials等材料和化学领域权威刊物发表SCI论文50篇,申请/授权国家发明专利7件,获省部级科研奖励2项。
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数据更新时间:2023-05-31
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