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La semana pasada, el equipo de investigación de los profesores Wang Xuehua y Liu Jin de la Facultad de Física de la Universidad Sun Yat-sen propuso, diseñó y produjo una estructura de fuente de luz cuántica integrada con un único punto cuántico incrustado en un resonador de microanillo de rejilla angular, logrando El ángulo de órbita de disparo de tipo chip más brillante del mundo. Fuente de impulso de fotón único. Los resultados de la investigación fueron publicados en Nature Nanotechnology (doi: 10.1038/s 41565). Recientemente, el profesor Li Juntao de la Facultad de Física de la Universidad Sun Yat-sen colaboró ​​con Kylie R. Catchpole y Thomas P. White de la Universidad Nacional de Australia para publicar un artículo en la revista Science. Se obtuvo un importante resultado de investigación. Este artículo presentará este resultado a continuación.

Primer autor: Peng Jun.

Reporteros: Li Juntao, Kelly R. Kechipol, Thomas P. White.

Universidad Nacional de Australia, Universidad Sun Yat-sen.

DOI: 10.1126/Science.abb8687

Actualmente, las empresas de seguridad privada eficientes se enfrentan a dos desafíos principales:

1. Reducir la complejidad de la interfaz y maximizar Voc y FF. sin impedir la extracción de carga.

2. Mantener una alta eficiencia, especialmente un alto FF, en un área de PSC más grande.

1. El autor propone una nueva capa de transporte de electrones (ETL), que utiliza matrices de nanobarras de TiO 2 con nanomodelos para reemplazar la capa de transporte de electrones mesoporosa de TiO 2 (meso-TiO 2) comúnmente utilizada.

2. La capa de pasivación de polímero ultrafina puede pasivar y generar eficazmente una interfaz ETL-perovskita con patrón a nanoescala, obteniendo así un alto contenido de Voc y al mismo tiempo manteniendo excelentes propiedades de extracción de carga y transporte de interfaz, logrando una baja resistencia en serie y un alto FF.

3. La eficiencia de conversión de energía (PCE) certificada llega a 21,6 y el FF llega a 0,839 en PSC de gran superficie de 1 cm2. En las condiciones de Voc=1,240 V y FF=0,845, el PCE de los PSC con un área pequeña de aproximadamente 0,1,65 cm2 puede alcanzar aproximadamente 23,1,7.

4. Este trabajo demuestra la importante interacción entre la morfología de ETL, la pasivación de la interfaz y el transporte de carga en la interfaz ETL-perovskita.

Figura 1. Rendimiento certificado registrado del PSC

Figura 2. Distribución estadística de TiO2 ETL con nanoestructuras y parámetros fotovoltaicos controlables de PSC para nanopatrones.

Puntos clave:

1. Al combinar ETL con nanopatrones con una capa de transporte de orificios híbridos (HTL) sin dopantes, esta estructura puede pasivarse mediante la interfaz que cambia la distribución espacial de la capa de pasivación, proporcionando así una pasivación eficaz y una excelente extracción de carga. Se prepararon y obtuvieron PSC de área grande de 65438 ± 0 cm2, con un PCE certificado que alcanzó 265438 ± 0,6 y FF que alcanzó 0,839.

2. Estas estructuras con patrones a nanoescala pueden ser compatibles con la fabricación a escala comercial utilizando tecnología de nanoimpresión, y alguna forma de nanoestructuras ETL autoensambladas también pueden proporcionar suficiente para formar superficies irregulares con contacto local. .

Figura 3. Resultados de la simulación teórica

Puntos clave:

1. Los autores utilizaron simulación numérica tridimensional (3D) para estudiar y explicar el rendimiento de la interfaz nanoestructurada, reproduciendo con precisión la mejora de FF y Se observaron tendencias experimentales a nanoescala en patrones geométricos a escala.

2. La simulación y el análisis experimental muestran que esta nanointerfaz establece límites razonables en la fracción de área de las nanobarras expuestas y la densidad de los defectos activos compuestos en la interfaz ETL-perovskita.

3. Las nanobarras de TiO2 no están completamente cubiertas por PMMA: material de pasivación PCBM (polimetilmetacrilato: fenil-c 665438 metilbutirato), y el área de contacto de baja resistencia expuesta localmente es directamente similar a la estructura de contacto local. en células solares de silicio de alta eficiencia.

Figura 4. Pruebas de rendimiento del dispositivo y estabilidad a largo plazo de células de perovskita de 1 cm2.

Puntos clave:

1. Los autores descubrieron que una capa de transporte de huecos (HTL) híbrida libre de iones proporcionaba un rendimiento celular similar al de las alternativas dopadas.

2. Después de estar expuestas a una humedad relativa de 85 y 85 durante 1000 horas, las células empaquetadas que contienen la nueva combinación de ETL y HTL aún mantuvieron una eficiencia inicial de >:90.

Enlace original:

https://science.sciencemag.org/content/371/6527/390

Li Juntao

Li Juntao, actualmente profesor de la Facultad de Física de la Universidad Sun Yat-sen, se dedica principalmente al estudio de la regulación del campo de luz en micronanoestructuras planas semiconductoras utilizando equipos de escritura directa de haz de electrones. Direcciones de investigación: Nanoletters (2018), láseres; Photonics Reviews (2018), ACS Photonics (2017) ESI) Micronanoestructuras de captura de luz cuasi aleatoria para células solares ultrafinas (Nature Communications (2013)) Infrarrojo cercano Basado en silicio láseres (laser amp; Photonics Reviews (2018)) Fuentes de luz de fotón único de alto brillo y control cuántico en micronanoestructuras (Optics Express (2008) ESI High Citation) y sus aplicaciones (Nature Communication s (2018), Phys. Rev. Lett (2014) et al.