Ces dernières années, le matériel pérovskite hybride organique-inorganique a été une vague de recherche dans le domaine de l'énergie photovoltaïque en raison de son bandgap accordable, le coefficient d'absorption élevée, la propriété de transmission bipolaire, la longue durée de diffusion porteuse et la faible densité de défaut, et d'autres excellentes caractéristiques photoélectriques. Avec seulement neuf années de développement technologique, la performance de l'appareil polycristallin pérovskite cellules solaires à couches minces a été comparable à celle d'une batterie de silicium cristallin de 60 ans, qui a augmenté beaucoup plus vite que toute autre technologie de cellules solaires dans l'histoire. De 2009 à ce jour, les chercheurs du monde entier ont développé un revêtement de spin en une seule étape, deux étapes de revêtement de spin, de la vapeur, l'enduit de raclage, et de nombreux autres minces de préparation de film et de solvants, ingénierie des composants, l'ingénierie d'interface, et d'autres critères d'optimisation Sur l'échelle macroscopique de l'amélioration de la qualité du film polycristallin pérovskite et l'optimisation de la structure de l'appareil, la cellule solaire se déplace vers une efficacité de conversion élevée. Cependant, à l'heure actuelle, il y a encore moins de recherches sur la profondeur des matériaux et des dispositifs pérovskite dans les écailles microscopiques et mésoscopique, le manque de connaissance rationnelle de la relation structure-effet entre la microstructure matérielle, les caractéristiques de transport des transporteurs et la performance de l'appareil entrave directement la poursuite de l'amélioration de l'efficacité de l'appareil, et sur cette base,
Explorer la régularité potentielle entre la microstructure matérielle et la performance photovoltaïque sera une étape clé pour améliorer la performance des cellules solaires pérovskite. L'équipe de Zhou Huanping de l'Institut de technologie de l'Université de Pékin a utilisé la technique de diffusion à grand angle de rayonnement synchrotron à rayons x (GIWAXS) du centre de l'installation scientifique nationale, et étudié systématiquement l'orientation optimale de la surface cristalline du film polycristallin pérovskite à base de cations mélangés avec le plus grand rendement. La direction de l'arrangement d'empilement de substrat est contrôlée par le dopage fin de la cascade de multi-cation, et la meilleure performance de dispositif est obtenue. De plus, l'équipe des caractéristiques de transport des transporteurs des différentes relations de préférence entre le film mince multi-cristallin et la performance de l'appareil de la loi inhérente, constaté que parallèlement au substrat (001) la forte orientation préférée de la famille Crystal face va promouvoir le transporteur à grande vitesse dans le transfert de film, d'améliorer le transporteur dans l'interface pérovskite et de la couche de transport entre le taux de transmission et l'efficacité de collecte , la méthode spécifique d'empilage de la surface cristalline et la relation d'orientation privilégiée fournissent un comportement de transport porteur plus efficace, ce qui entraîne une amélioration significative de la performance du dispositif de batterie. Les résultats montrent que le dopage en cascade des cations multiples est efficace pour contrôler l'orientation optimale des couches minces polycristallines, ce qui apporte une compréhension rationnelle de la relation structure-effet entre la microstructure des matériaux et les performances photovoltaïques, et fournit une nouvelle idée de conception pour le goulot d'étranglement de l'efficacité de rupture de Les résultats ont été publiés dans la fameuse revue de la manipulation des films polycristallins de l'orientation facette en cascade pérovskite cation hybride par nature comm' CINU» communications nature 9, 2793 (2018). Doi: 10.1038/s41467-018 -05076-w», Université de Pékin et Institut de la physique appliquée de Shanghai cultivent conjointement le doctorat Zheng Hero et l'Université de la science et de la technologie de Pékin PhD Zhu Cheng DEHUI comme le premier auteur conjoint du papier.
L'Université de Pékin est la première unité. Analyse de l'évolution de l'orientation du dopage cationique multi-cascade des métaux alcalins: (a) Fama, Fama-CS, Fama-CSRB, Fama-CSRBK chaîne polycristalline dopée au film giwaxs; (b) Fama, Fama-CS, Fama-CSRB,
Film mince polycristallin dopé par FAMA-CSRBK (001) la force intégrale d'azimut de la surface cristalline; c schéma schématique de l'évolution de l'orientation de la surface cristalline d'un film polycristallin dopé en cascade Ce système de recherche étudie l'influence du dopage multi-cascade du cation des métaux alcalins CS +, RB +, K + sur l'orientation de l'empilage de cristaux, réalise une régulation d'orientation contrôlable par le dopage fin, et révèle que l'orientation préférée du niveau de microstructure influence grandement les propriétés photoélectriques du matériau pérovskite, et confirme le parallèle au substrat (001) L'orientation de préférence forte des visages de cristal favorisera la migration à grande vitesse des transporteurs dans le film, améliorer le taux de transmission et l'efficacité de collecte des transporteurs à l'interface entre le pérovskite et la couche de transport, établir une relation structure-effet claire et définie entre la microstructure polycristalline pérovskite, la performance du dispositif et les caractéristiques de transport du porteur,
Il fournit une nouvelle idée de conception pour le goulot d'étranglement d'efficacité de percée de batterie courant. L'étude a été réalisée en collaboration avec le professeur m. Chan de l'Institut de technologie de Pékin, le chercheur de Gao Xingyu à l'Institut de physique appliquée de Shanghai, le chercheur de HU Jessie à l'Institut de chimie, l'Académie chinoise des sciences, et le professeur Hong jiawang du Collège d'astronautique de l'Université Polytechnique de Pékin.
