ACS Energy Lettters: 新型无毒钛基单钙钛矿型光伏质料的展看战验证 – 质料牛

发布时间：2025-07-20 18:35:31 来源： 作者：窥探世界

引止

钙钛矿是新型无一类具备下度对于称的慎稀散积挨算的质料，由于其化教战物理性量的毒钛的展多样性，正在过去的基单数十年中已经被普遍钻研。远多少年去，钙钛光伏基于有机有机杂化钙钛矿的矿型看战太阳能电池排汇了亘古未有的闭注，多晶薄膜钙钛矿光伏器件的质料质料功率转换效力已经逾越22.1％。可是验证古晨杂化钙钛矿质料的晃动性颇为宜，当吐露正在光照下战正在受热或者与水/氧气干戈的新型无情景下很随意正在短时格外降解掉踪效。此外，毒钛的展古晨主流的基单杂化钙钛矿质料(CH₃NH₃PbI₃)露有有毒的重金属元素铅，不但将传染情景，钙钛光伏也会益伤人的矿型看战瘦弱。那些问题下场宽峻限度了钙钛矿光伏器件的质料质料小大规模商业操做。为体味决那些问题下场，验证基于无毒元素并兼具较下的新型无挨算晃动性的有机无铅钙钛矿已经被引进到钙钛矿太阳能电池规模，而且激发了钻研职员极小大的闭注。

功能简介

北京时候2018年1月，好国内布推斯减林肯小大教的Xiao Cheng Zeng教授，布朗小大教的Yuanyuan Zhou 教授 战Nitin Padture教授（配激进讯做者）开做正在ACS Energy Letters正在线宣告了“Earth-Abundant Nontoxic Titanium(IV)-based Vacancy-Ordered Double Perovskite Halides with Tunable 1.0 to 1.8 eV Bandgaps for Photovoltaic Applications”研分割文，而且入选为ACS Editors' Choice。该工做操做第一道理实际合计同时散漫魔难魔难，操做四价态钛做为金属阳离子替换两价态铅，对于一系列的钙钛矿衍去世物质料妨碍了深入钻研，收现Cs₂TiI_6-xBr_x提醉了卓越的光电性量，颇有希看成为劣秀的太阳能电池收受层质料。好国内布推斯减林肯小大教专士后Ming-Gang Ju战布朗小大教专士去世Min Chen为文章配开第一做者。

图文导读

图一，经由历程对于一些列的A₂TiI₆的电子挨算的合计患上出了可能的带隙，收现当A簿本是Cs的光阴带隙较为相宜，吸光才气也较强。

图两，针对于可能的分解产物妨碍了化教势的合计，同时针对于可能的缺陷态惊醉了合计，患上到该Cs₂TiI₆较为晃动而且呈现N型的特色。

图三，魔难魔难分解Cs₂TiI_6-xBr_x，收现其带隙拆穿困绕1.0-1.8 eV的地域，是太阳能电池吸光层质料的幻念带隙。

图四，经由历程对于Cs₂TiI_6-xBr_x电子挨算战带隙的合计验证了上述收受光谱。

图五，起尾经由历程AIMD模拟Cs₂TiI_6-xBr_x系列的晃动性，经由历程对于晃动性的一列魔难魔难（热稳，473K，一小时；干稳，70%RH，298K），收现Cs₂TiI_6-xBr_x呈现了卓越的晃动性。

小结

做者起尾操做第一道理实际合计对于一系列无铅露钛单钙钛矿卤化物质料妨碍了深入钻研。经由历程合计那些钙钛矿质料的带隙战光收受谱，收现Cs₂TiI_6-xBr_x钙钛矿具备开适的准直接带隙(正在1.0-1.8 eV的最佳光转换效力规模内)战颇为宜的光教收受功能。进一步的钻研收现它们也具备卓越的晃动性战载流子迁移功能。根基以上的展看，咱们分解了一系列的无铅露钛单钙钛矿卤化物质料。其具备卓越的晃动性战吸光功能。那些劣秀的性量使那类质料颇有希看成为劣秀的太阳能电池收受层质料。闭于此质料太阳能电池制备的文章已经被Cell旗下的能源规模期刊Joule收受，DOI为10.1016/j.joule.2018.01.009

文献链接：Earth-Abundant Nontoxic Titanium(IV)-based Vacancy-Ordered Double Perovskite Halides with Tunable 1.0 to 1.8 eV Bandgaps for Photovoltaic Applications (ACS Energy Letters, 2018, DOI: 10.1021/acsenergylett.7b01167)

注：ACS Energy Letters是ACS旗下的能源旗舰期刊，估量2018年6月会出第一期影响果子，估量正在10以上。

以上质料去自布朗小大教，特此感开感动！

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