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我国成功制备超大尺寸钙钛矿单晶光电器件或迎来新一轮革命|亚搏体育app官网入口

我国成功制备超大尺寸钙钛矿单晶光电器件或迎来新一轮革命|亚搏体育app官网入口

本文摘要:近日,由中国科学院沈阳化学物理研究所刘生忠研究员率领的团队与陕西师范大学合作,利用加剧析晶法,首次制取出有超大尺寸单晶钙钛矿CH3NH3PbI3晶体,尺寸多达2英寸,这是世界上首次报导尺寸多达0.5英寸的钙钛矿单晶。涉及结果已在线公开发表在《先进设备材料》期刊上。有关专家指出,这一成果有可能推展光电器件的新一轮革命。 太阳能是一种能量非常丰富、洗手的能源,合理、有效地利用太阳能是解决问题人类能源和环境问题的重要途径。

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近日,由中国科学院沈阳化学物理研究所刘生忠研究员率领的团队与陕西师范大学合作,利用加剧析晶法,首次制取出有超大尺寸单晶钙钛矿CH3NH3PbI3晶体,尺寸多达2英寸,这是世界上首次报导尺寸多达0.5英寸的钙钛矿单晶。涉及结果已在线公开发表在《先进设备材料》期刊上。有关专家指出,这一成果有可能推展光电器件的新一轮革命。

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  太阳能是一种能量非常丰富、洗手的能源,合理、有效地利用太阳能是解决问题人类能源和环境问题的重要途径。目前,对太阳能的利用方式还包括太阳能光热、太阳能光伏电池、太阳能制氢等方式。

其中,太阳能光伏发电技术可以必要将太阳光的能量转换成电能,构建与当前可供电网的无缝连接,是最便利的太阳能利用方式。  商用太阳能电池产品早已有多达60年的历史并普遍应用于很多领域。

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尽管太阳能发电技术的成本早已有了大幅度减少,但较其他能源供给的价格还是偏高。研发出有切换效率高、发电成本低的太阳能电池器件是人类仍然找寻的目标。  近年来的研究找到,具备钙钛矿晶体结构的甲氨基卤化铅材料由于具备很高的光吸收系数、很长的载流子传输距离、非常少的缺失态密度等特质,在光伏材料、激光材料和闪烁材料等方面有很大的应用于价值,沦为国际上极为重要的研究热点材料之一。

目前,经过美国国家能源部可再生能源实验室(NREL)证书的钙钛矿太阳电池光电切换效率早已超过20.1%,已相似单晶硅太阳能电池的效率。同时,基于钙钛矿材料的激光和闪烁器件也有报导,表明出有钙钛矿材料在光电领域的辽阔应用于前景。  然而,现在基于微晶或非晶薄膜的钙钛矿太阳能电池及其他光电器件依然面对着极大的挑战,如对水蒸气脆弱、对大气、热、紫外光等过于平稳等。微晶钙钛矿薄膜中不存在很多晶粒、晶界、孔隙和表面缺失不会导致载流子的填充,是进一步提高太阳能切换效率及其他光电器件性能必须解决问题的关键问题。

  针对上述问题,刘生忠研究团队研究出有了大尺寸钙钛矿单晶生长方法,并顺利制取出有超大尺寸单晶钙钛矿晶体,尺寸多达2英寸。  研究团队更进一步研究找到,相比于薄膜样品,钙钛矿晶体材料具备十分低的结晶质量、更佳的光吸收范围和更高的热稳定性,并首次找到该材料在402nm处的闪烁峰。以上研究结果表明,这种超大尺寸的单晶体在研发高性能光电器件方面具备相当大的商业应用于价值。  在该论文公开发表的同时,《先进设备材料》的一位主编对该项工作公开发表评论文章,给与高度评价。

评论认为,该论文首次报导了尺寸小于0.5英寸的钙钛矿单晶,这使得必要较为多晶薄膜和单晶之间在性质上的差异沦为有可能。研究结果表明,相比于多晶钙钛矿薄膜,使用单晶制作的钙钛矿太阳能电池可以取得更佳的光电切换效率;同时,由于晶体的完整性和较较少的缺失,单晶器件也具备较佳的稳定性。由于单晶材料是现代半导体工业、电子工业和光电工业的基础,具备优良性能的钙钛矿单晶材料有可能构建对多晶钙钛矿恩器件的革新,推展光电器件的新一轮革命。


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