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大連化物所二維鈣鈦礦太陽電池研究獲進(jìn)展

時間:2018-04-11 11:48來源:中科院 作者:綜合報道
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  二維(2D)Ruddlesden-Popper(RP)型雜化鈣鈦礦半導(dǎo)體,因其優(yōu)異的穩(wěn)定性和光電性能,得到了該領(lǐng)域科研人員的廣泛關(guān)注。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所博士研究生張旭等在薄膜硅太陽電池研究組(DNL1606)研究員劉生忠和陜西師范大學(xué)教授趙奎指導(dǎo)下,在二維鈣鈦礦結(jié)晶動力學(xué)研究中取得新進(jìn)展,相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。
 
  該研究利用高能同步輻射技術(shù),通過實時追蹤二維鈣鈦礦前驅(qū)體溶液反應(yīng)形成固態(tài)薄膜這一過程中的相轉(zhuǎn)變行為,研究了基底溫度和溶劑性質(zhì)對二維鈣鈦礦結(jié)晶動力學(xué)、薄膜相純度、量子阱排列取向和光伏性能的影響。科研人員發(fā)現(xiàn),二維鈣鈦礦相純度和晶體取向的有序性降低,主要是由于前“驅(qū)體-溶劑”這一中間態(tài)形成時,鈣鈦礦的成核能壘的增加導(dǎo)致的。因此,基底誘導(dǎo)二維鈣鈦礦的成核生長,是形成高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜的關(guān)鍵。科研人員通過基底誘導(dǎo)結(jié)晶,抑制前“驅(qū)體-溶劑”中間態(tài)的形成,促使二維量子阱采取了垂直取向,使其在熱力學(xué)上更加穩(wěn)定,并且進(jìn)一步提高了晶體相純度。由于高質(zhì)量鈣鈦礦薄膜可大幅提高太陽電池的光電轉(zhuǎn)化效率,因此該研究為制備高質(zhì)量低維鈣鈦礦薄膜以及高性能光電器件提供了理論根據(jù),將有助于推動鈣鈦礦太陽電池進(jìn)一步走向商業(yè)應(yīng)用。
 
  上述研究工作分別得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中央高�;稹⒔逃�“111引智計劃”、“千人計劃”項目的資助以及康奈爾大學(xué)高能同步輻射光源的幫助。
 
大連化物所二維鈣鈦礦太陽電池研究取得新進(jìn)展
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文章標(biāo)簽: 太陽能電池 鈣鈦礦 薄膜
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