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万币钱包王学文教授、、程一兵教授、、麦立强教授在顶级学术期刊National Science Review(NSR)上颁发了题为“Photoexcitation-induced passivation of SnO2 thin film for efficient perovskite solar cells”的钻研论文。。论文链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwad245。。
钙钛矿太阳能电池由于其杰出的光电转换效能以及更低的制作成本,,,成为光伏技术最有潜力的方向之一,,,也被誉为新一代颠覆性光伏技术。。在整个钙钛矿电池组件制备工艺中,,,高机能金属氧化物电子传输层的制备是唯一难以预防长功夫高温热处置的制作工艺,,,成为能耗最高的制作环节。。重要原因是低温步骤制备的金属氧化物电子传输层(如化学浴沉积的氧化锡电子传输层),,,不成预防线存在诸多理论以及体缺点(例如氧空位、、间隙锡、、理论羟基等),,,导致光生载流子复合增长。。而高机能的金属氧化物电子传输层在光生电子的提取与迁徙、、光生空穴的阻隔等方面拥有重要的作用。。因而通常必要对金属氧化物电子传输层进行不少于1小时的长功夫高温热退火(如氧化锡电子传输层通常必要进行150°C处置,,,而氧化钛电子传输层甚至要达400 °C以上热退火处置)。。
为解决高机能金属氧化物半导体薄膜的低温制备难题,,,王学文教授等人提出了超快激光脉冲非平衡光引发诱导钝化设想,,,开发了大面积飞秒激光退火工艺与设备技术。;超快光引发诱导钝化氧化锡电子传输层薄膜的钙钛矿太阳能电池获得了24.14%的光电转换效能。。为验证该技术步骤在其他钙钛矿太阳能电池领域的普适性,,,作者还制备了无反溶剂处置的FA0.83Cs0.17PbI3-xClx系统钙钛矿太阳能电池,,,实现了22.75%的高光电转换效能,,,并为证明该技术的可工业化规;霾谱髑绷,,,项目组制备的钙钛矿太阳能电池组件实现了20.26%的最高光电转换效能。。此外,,,项目组发现,,,基于该步骤制备的钙钛矿太阳能电池拥有更杰出的光照不变性。。该步骤相较于传统热退火工艺,,,拥有更高效的能量利用率和更短处置功夫,,,进一步降低了钙钛矿太阳能电池的制作能耗与成本,,,也为低温制作其他金属氧化物半导体薄膜提供了新蹊径。。
(a)SnO2薄膜退火过程中的PiP过程示意图。。(b)原始SnO2和PiP-SnO2的高分辨率 TEM 图像。。
National Science Review (NSR), 中文名《国度科学评论》,,,是由中国科学院支持,,,由牛津大学出版社出版,,,多学科盛开获取的英文科学期刊,,,旨在报道中国和世界各地的科学技术前沿发展。。该杂志涵盖了天然科学的所有领域,,,蕴含物理和数学、、化学、、性命科学、、地球科学、、资料科学和信息科学。。NSR的影响因子为20.6。。