Bi替代CH3NH3Pb1-xBixBr3钙钛矿实现带隙调控
2021-02-10纪登辉董润宇封顺珍张聪敏史少辉朱雪刚刘彦军李秀玲
宁夏大学学报(自然科学版) 2021年4期
纪登辉, 董润宇, 封顺珍*, 张聪敏, 史少辉, 李 梅, 朱雪刚, 刘彦军, 李秀玲
(1.石家庄学院 物理学院 机电学院,河北 石家庄 050035; 2.石家庄学院 图书馆,河北 石家庄 050035; 3.河北师范大学 物理学院 河北省新型薄膜材料实验室,河北 石家庄 050024)
在目前能源危机的背景下,太阳能因其取之不尽,且不产生任何污染的优势脱颖而出,成为人类可持续发展能源的选择之一[1],从19世纪末发现且成功制备第一块太阳能电池至今[2],一百多年的发展使得传统晶硅电池转化效率达到了27.6%[3].然而,目前传统硅型电池因制备繁杂成本较高,转化效率再无大幅提高而逐渐被替代.如今有机-无机杂化钙钛矿电池成为研究开发热点,因其具有稳定的晶体结构及较高的氧化还原性且制造工艺简单、成本低而成为环保型太阳能电池的新选择[4—5].到2020年其太阳能转化率已达到25.2%,研究普遍认为此数据还具有巨大提升空间和广阔前景,从而使钙钛矿电池成为未来新型太阳能电池的主要使用材料[3].
太阳能发电材料是通过吸收光子产生电子-空穴对,使电子跃迁至导带成为自由电子而流动生电,所以入射光能量hν必须大于或等于所用材料的带隙Eg,适当降低带隙值可使光能利用率更高,有利于光能转化.目前,已报道的对CH3NH3PbBr3有关光吸收特性等方面的研究,得出其带隙约为2.274 eV[6].作为光电材料这个带隙值并不在最优区间,限制了光电转化效率;此外,重金属Pb毒性较大,在水体中不可降解,富集过程中……
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