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深圳先进院钙钛矿太阳能电池光伏迟滞机理研究

作者:和记APP    发布时间:2019-11-26 07:10    

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院纳米调控与生物力学研究中心在钙钛矿太阳能电池光电迟滞机理研究方面获得新进展。相关研究成果发表在《先进材料》(Adv. Mater.2019, 1902870)上。

  新型钙钛矿有机金属卤化物太阳能电池具有成本低、能耗小、柔韧可塑和转换效率高等诸多优点,近十年来在全球范围内受到广泛关注。尽管如此,钙钛矿太阳能电池材料在测试和应用中表现出复杂的耦合效应,其背后的物理机制亟待研究,其中一个代表性问题就是伏安测试中普遍存在的电滞现象。针对这一问题,已有研究证实在非极性或者极性较弱的钙钛矿材料中离子运动是导致迟滞的主要原因,但可能的极性对光电迟滞的影响机理尚不清晰。

  基于此,纳米调控与生物力学研究中心与华盛顿大学、浙江大学、石家庄铁道大学联合研究团队针对三元阳离子混合卤化物钙钛矿太阳能电池材料展开研究,利用原子力显微镜对其压电响应和光电性能进行纳米尺度表征,发现明显光致极化增强效应,而离子运动并无显著改变。光电流显微技术结合主成分分析法显示,材料在局域尺度没有发现光伏迟滞现象,并得到宏观器件层面的数据证实。该工作直接证明钙钛矿太阳能电池中极性的存在并不会导致迟滞的产生,为利用极性分离光生载流子的可行性提供了有力支持。

  论文共同第一作者为纳米调控与生物力学研究中心客座学生夏国展、黄博远和张颖。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等的支持。

  光电扫描探针显微技术示意图(左图)、局域光致极化增强(中图)、光照前后单点一阶、二阶压电响应对比(右图)

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院纳米调控与生物力学研究中心在钙钛矿太阳能电池光电迟滞机理研究方面获得新进展。相关研究成果发表在《先进材料》(Adv. Mater. 2019, 1902870)上。

  新型钙钛矿有机金属卤化物太阳能电池具有成本低、能耗小、柔韧可塑和转换效率高等诸多优点,近十年来在全球范围内受到广泛关注。尽管如此,钙钛矿太阳能电池材料在测试和应用中表现出复杂的耦合效应,其背后的物理机制亟待研究,其中一个代表性问题就是伏安测试中普遍存在的电滞现象。针对这一问题,已有研究证实在非极性或者极性较弱的钙钛矿材料中离子运动是导致迟滞的主要原因,但可能的极性对光电迟滞的影响机理尚不清晰。

  基于此,纳米调控与生物力学研究中心与华盛顿大学、浙江大学、石家庄铁道大学联合研究团队针对三元阳离子混合卤化物钙钛矿太阳能电池材料展开研究,利用原子力显微镜对其压电响应和光电性能进行纳米尺度表征,发现明显光致极化增强效应,而离子运动并无显著改变。光电流显微技术结合主成分分析法显示,材料在局域尺度没有发现光伏迟滞现象,并得到宏观器件层面的数据证实。该工作直接证明钙钛矿太阳能电池中极性的存在并不会导致迟滞的产生,为利用极性分离光生载流子的可行性提供了有力支持。

  论文共同第一作者为纳米调控与生物力学研究中心客座学生夏国展、黄博远和张颖。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等的支持。

  光电扫描探针显微技术示意图(左图)、局域光致极化增强(中图)、光照前后单点一阶、二阶压电响应对比(右图)

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