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第六十二章 钙钛矿传输层

我有科研辅助系统作者:肥美的韭菜 2021-04-23 07:40
    “吴菲菲学姐,可以给我介绍下你做的钙钛矿太阳能电池领域吗?”

    “可以啊,钙钛矿材料,是一类分子通式为abx3的物质,”吴菲菲道:

    “对于钙钛矿太阳能电池领域,a常用的分子结构为ch3nh3和h2nchnh2,分别简称为ma和fa。

    b通常为铅元素,x为卤素元素,通常用碘元素,溶剂通常采用dmf。

    最经典的两种钙钛矿材料的分子结构就是mapbi3和fapbi3,分别是用mai或fai与碘化铅混合制成。

    这个领域现在主要问题是铅的毒性,以及器件在空气或高湿度环境下的不稳定性。”

    “可以拿它们做有机光伏器件的传输层材料吗?”许秋道。

    “从溶剂的角度上来看,是可行的,因为旋涂有机器件的有效层溶液是氯仿、氯苯之类的,它们不能溶解钙钛矿材料。

    但从光吸收角度来看,mapbi3和fapbi3这两种经典钙钛矿材料恐怕不太合适。

    因为,这两种分子主要是用来做有效层的,它们的禁带宽度大概在15-17电子伏特,在可见光范围内有很好的光吸收性能。

    要是做传输层的话,会造成射入到有效层的太阳光强度减少,降低光电转换效率。

    我们常用的传输层材料,比如pedot:pss、氧化锌等,通常都是禁带宽度大于2电子伏特的材料。”吴菲菲道。

    许秋想了一会儿,问道:

    “那有没有办法将钙钛矿材料的禁带宽度,也提高到2电子伏特以上呢?”

    “办法是有的,修改a、b、x,均会对形成的钙钛矿材料的理化性质造成影响,其中就包括改变禁带宽度。”

    吴菲菲在她的文件袋中翻出一篇文献,递给许秋,说道:

    “这样吧,我给你一篇综述,上面有近些年来报道的钙钛矿材料的理化性质,你可以对照着筛选一下。”

    “好的。”

    ……

    许秋现在面临的第一个问题是,找到具有高禁带宽度的钙钛矿材料。

    对于半导体来说,如果光子的能量低于其禁带宽度,则无法被半导体吸收。

    比如硅的禁带宽度约为11-13电子伏特,那么只有超过11-13电子伏特能量的光子才能被硅吸收,对应于波长小于1000纳米内的光。

    因此,硅材料可以吸收部分紫外线、可见光(390-780纳米)以及部分红外线,几乎完美的覆盖了整个太阳光谱,这也是硅电池光电转换效率高的原因。

    许秋翻阅文献,上面列举了一系列的钙钛矿材料,有禁带宽度超过30的,也有接近10的,还有的材料有多个禁带宽度值。

    他仔细一看,原来是不同研究者采用的测试方法不同,分别用紫外光电子能谱、循环伏安法、光吸收边换算等方法。

    看来这禁带宽度的数据也只能做为参考。

    翻看了一会儿,他突然意识到一个问题,得先看看实验室里有什么试剂啊。

    不然,好不容易找到了合适的材料,结果发现实验室没有,那不就尴尬了。

    “吴菲菲,钙钛矿的药品,我们都有什么啊?”许秋道。

    “现在我常做的是两种标准体系,就是mai、fai和碘化铅,至于其他的……”吴菲菲顿了顿,说道:

    “反正都放在我的盒子里,你找找看吧,我的盒子是一


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