中国钙钛矿太阳能电池,钙钛矿型太阳能电池是怎么回事呢?

Q1:钙钛矿型太阳能电池是怎么回事呢?

钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells),是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,即是将染料敏化太阳能电池中的染料作了相应的替换。在这种钙钛矿结构(,图1)中,A一般为甲胺基,和也有报道;B多为金属Pb原子,金属Sn也有少量报道;X为Cl、Br、I等卤素单原子或混合原子。目前在高效钙钛矿型太阳能电池中,最常见的钙钛矿材料是碘化铅甲胺(),它的带隙约为1.5 eV。钙钛矿太阳能电池的结构如图示,钙钛矿太阳能电池由上到下分别为玻璃、FTO、电子传输层(ETM)、钙钛矿光敏层、空穴传输层(HTM)和金属电极。其中,电子传输层一般为致密的纳米颗粒,以阻止钙钛矿层的载流子与FTO中的载流子复合。通过调控的形貌、元素掺杂或使用其它的n型半导体材料如ZnO等手段来改善该层的导电能力,以提高电池的性能。目前报道的最高效率(~19.3%)的电池使用的即是钇掺杂的。钙钛矿光敏层,多数情况下就是一层有机金属卤化物半导体薄膜。也有人使用的是有机金属卤化物填充的介孔结构(、和骨架),或者两者都存在,但没有证据表明这种结构有助于电池性能的提高。空穴传输层,在染料敏化太阳能电池中,该层多为液态电解质。由于在液态电解质中不稳定,使得电池稳定性差,这也是早期的钙钛矿电池的主要问题。后来,Grätzel 等采用了如spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS等固态空穴传输材料,电池效率得到了极大提高,并具有良好的稳定性。特别地,钙钛矿还可以同时作为吸光和电子传输材料或者同时作为吸光和空穴传输材料。这样,就可以制造不含HTM或ETM的钙钛矿太阳能电池。

Q2:钙钛矿太阳能电池概念股有哪些

包钢稀土:稀土资源丰富
公司控股股东包钢(集团)公司所属的白云鄂博铁矿拥有丰富的稀土资源。公司以开发利用世界上稀土储量最丰富的白云鄂博稀土资源为主要业务,拥有得天独厚的资源优势。
稀土是化学元素周期表中镧系元素中17种元素的统称,稀土工业和农业中应用越来越广泛。公司控股股东所属的白云鄂博铁矿拥有世界稀土资源的62%,占国内已探明储量的87.1%。包钢白云鄂博矿是世界瞩目的铁、稀土等多元素共生矿,独特的资源优势造就了包钢在世界冶金企业中罕有的以钢铁和稀土为主业的独特产业优势,包头稀土研究院是中国唯一一个国家级稀土专业研究机构。
攀钢钒钛:拥有大量钛矿
已探明的钒钛磁铁矿储量达100亿吨,占全国铁矿总量的20%,是中国境内仅次于鞍本(鞍山—本溪)地区的第二大矿区。钒钛磁铁矿同时伴生有钒、钛、铬、镍、镓、钪等多种稀贵金属,钒的储量为1570万吨,占全国钒资源储量的62.2%、世界储量的11.6%,钛的储量为8.7亿吨,占全国钛资源的90.2%、世界钛资源的35.17%。
钛磁铁矿综合提钪试验研究检测铁选厂原矿含钪27.00g/t。按设计规模计算,每年从处理矿石中回收钪364.25t。以含钪63g/t选钛尾矿为原料,采用预处理磁选或加剂处理电选的工艺,可分选出尾矿中的钛辉石、长石,含钪分别为114g/t、121g/t;采用加助溶剂盐酸浸出钪,浸出率可达93.64%;采用碱熔合水解盐酸浸出钪,浸出率可达97.90%;用TBP萃取钪,萃取率可达98.90%;用水反萃,反萃取率为98.00%;再用草酸精制可得到品位为99.95%的Sc2O3产品。

Q3:刘明侦研发出钙钛矿太阳能电池,在中国的新能源领域有什么影响?

刘明侦研发的钙钛矿太阳能电池。不仅在中国新能源领域有影响,而是在世界新能源领域都有很大反向。对进一步研究提供了思路。

Q4:钙钛矿太阳能电池的效率能达到多少啊?

截止到去年年底经认证的效率超过百分之十六。

Q5:一步法做钙钛矿太阳能电池,求助,结晶是这样的吗

高效钙钛矿太阳能电池中, 最常用的吸光材料是CH3NH3PbI3, 其带隙约为1.5 eV[20], 能充分吸收400~800 nm的可见光, 比钌吡啶配合物N719高出一个数量级。CH3NH3PbI3吸光材料有很好的电子传输能力, 并具有较少的表面态和中间带缺陷, 有利于光伏器件获得较大的开路电压, 是钙钛矿太阳能电池能够实现高效率光电转化的原因。
目前常用的空穴传输材料(Hole transport material, HTM)有spiro-MeOTAD、P3HT(聚3-己基噻吩)、CuI和CuSCN等。韩国Noh研究团队[44]以PTAA作为HTM, 所制备的太阳能电池最高光电转换效率为12%。Giacomo等[24]分别以P3HT和Spiro- OMeTAD作为HTM制备钙钛矿太阳能电池, 对比发现两者光电转换效率十分相近, 但引入P3HT的器件开路电压(Voc)达到0.93 V, 高于引入Spiro- OMeTAD器件的开路电压(Voc= 0.84 V)。
在引入空穴传输层的钙钛矿太阳能电池中, 对空穴传输层的厚度有较高的要求。例如spiro- OMeTAD层应较薄, 以使空穴从spiro-OMeTAD中传输到对电极的阻力最小化, 而典型钙钛矿吸光材料的电导率一般在10-3S/cm数量级, 为了防止钙钛矿吸光膜层和对电极中发生电流短路现象, spiro- OMeTAD厚度又应适当增加。鉴于以上原因, 空穴传输膜层的厚度必须通过不断的实验探索才能达到最优化。另外, 还可通过采用渗透性更好的空穴传输材料来获得更高的填充系数和光电转换效率。
针对目前常用的空穴传输材料spiro-OMeTAD合成路线复杂、价格昂贵等问题, 科研人员研制了一系列易于合成且成本低廉的小分子作为空穴传输材料。Christians和Qin等[45, 46]分别以CuI和CuSCN作为空穴传输材料, 实验结果表明CuI的导电性比spiro-OMeTAD好, 可以有效改善器件的填充因子, 获得6%的光电转换效率; 而CuSCN中空穴传输速率为0.01~0.1 cm2· V/s, 远高于spiro-OMeTAD中空穴传输速率, 使得器件短路电流大大增加, 光电转换效率为12.4%。这些新型无机空穴传输材料在未来大规模研究和应用中, 有望作为spiro-OMeTAD的替代品降低电池的原料成本。
最近Fang等[47]采用紫外臭氧表面处理和氯元素界面钝化两个关键技术, 首次在一种结构为FTO/CH3NH3PbI3-xClx /Spiro-OMe TAD/Au无空穴阻挡层的钙钛矿太阳能电池上取得了1.06 V的开路电压和14%的光电转化效率。

Q6:钙钛矿太阳能电池 溶液法制备的CH3NH3PbI3这个材料是n型还是p型

这是一个双极性材料,基本上是本征半导体,载流子浓度极低,大约109次方的载流子浓度,
当然也是一个高阻材料,是一个弱p型的材料,一般把它看成是本征的,所以钙钛矿是P-i-N的器件结构,
P型的材料,可以是有机的PEDOT,Spiro以及其他有机芳胺类高分子或小分子空穴传输材料,
或者是无机的P型材料CuI,CuO,CuS,NiO,MoO3,CuSCN等等,
N型的材料可以是TiO2,SnO2,ZnO,C60,PCBM等等无机或者有机的电子传输材料,
所以钙钛矿有三个研究方向,做P材料,做i吸光层钙钛矿材料,做N材料,
加上器件结构正置或者倒置,这样可以组合出大量的paper,
可以养活众多的科研工作者,很少有一个方向像钙钛矿电池一样,
DSSC,OPV, 其他薄膜电池甚至单晶硅多晶硅电池都能参与进来。

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