狠狠色婷婷久久一区二区,岳毛多又紧做起爽,久久精品青草社区,精品一区二区三区在线视频,色综合99久久久无码国产精品

　　近日，北京大(da)學(xue)物理學(xue)院“極端光學(xue)創新(xin)研究(jiu)團隊”朱(zhu)瑞(rui)教授與英國牛津大(da)學(xue)Henry J. Snaith教授合作(zuo)，在Science上發表了題(ti)為“Unlocking interfaces in photovoltaics”的(de)展(zhan)望(wang)論文(Perspective)，總結了鈣(gai)鈦礦太陽(yang)能電池的(de)多晶界面(mian)特性、能量損失來(lai)源及鈍化(hua)策略等(deng)，并(bing)進一步分析(xi)展(zhan)望(wang)了高性能鈣(gai)鈦礦太陽(yang)能電池界面(mian)研究(jiu)的(de)未來(lai)發展(zhan)方向(xiang)。

　　在(zai)過(guo)去的(de)十多年中(zhong)，金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池(chi)(PSCs)的(de)光電轉換效率不(bu)斷提(ti)高(gao)，使其(qi)成為下一代光伏技(ji)術(shu)的(de)重要候(hou)選(xuan)者，在(zai)光伏建筑一體化、柔性便攜式設備、太陽能汽車(che)與飛行器等場(chang)景中(zhong)有著巨大的(de)應用潛力。金屬鹵化物鈣鈦礦光電材料具有較(jiao)低的(de)形成能，可以在(zai)溫(wen)(wen)和(he)條件(jian)下沉(chen)積并結晶獲得高(gao)質量(liang)薄(bo)膜(mo)。然而，溫(wen)(wen)和(he)條件(jian)下的(de)快(kuai)速結晶過(guo)程會在(zai)鈣鈦礦薄(bo)膜(mo)中(zhong)引入大量(liang)缺(que)陷，尤其(qi)是在(zai)各類界(jie)面處，缺(que)陷更加富集(ji)，從而限制了這類電池(chi)性能的(de)進一步(bu)提(ti)升。

　　早在(zai)(zai)2013年，朱瑞等人已(yi)開(kai)始重點關注鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)中的(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)問題，并(bing)創新開(kai)發(fa)了一系(xi)列界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)優化(hua)(hua)(hua)(hua)策(ce)略及表(biao)征(zheng)方(fang)法(圖1)。例如，率(lv)先提出“微量鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)銨輔助生長”的(de)策(ce)略，構筑高質量鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦薄膜(mo)，實現了電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)體系(xi)中界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)不斷優化(hua)(hua)(hua)(hua)，持(chi)續推(tui)升鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)光電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(ACS Nano 2014, 8, 10161、Advanced Functional Materials 2016, 26, 3508、Science 2018, 360, 1442);開(kai)發(fa)了一系(xi)列針對(dui)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)埋(mai)底界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)可視化(hua)(hua)(hua)(hua)表(biao)征(zheng)方(fang)法及優化(hua)(hua)(hua)(hua)策(ce)略，首次直觀展示了多晶(jing)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦薄膜(mo)的(de)埋(mai)底界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)，為領域后續埋(mai)底界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)研(yan)究優化(hua)(hua)(hua)(hua)奠定(ding)了基(ji)礎(Advanced Materials 2021, 33, 2006435);從原子晶(jing)格尺度到三維晶(jing)界(jie)(jie)(jie)尺度，全面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)優化(hua)(hua)(hua)(hua)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦薄膜(mo)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)，有效(xiao)減少晶(jing)界(jie)(jie)(jie)缺(que)陷，大幅改善電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)穩定(ding)性(xing)(Energy & Environmental Science 2021, 14, 6526、Journal of the American Chemical Society 2022, 144, 1700、Science Advances 2022, 8, eabo3733)。此外，在(zai)(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)緩(huan)沖層(ceng)方(fang)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)，于(yu)鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦薄膜(mo)上界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)創新構筑非晶(jing)態稀土金(jin)屬氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鐿(α-YbOx)薄層(ceng)(Nature 2024, 625, 516)，突破了基(ji)于(yu)金(jin)屬氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)緩(huan)沖層(ceng)的(de)反式結構鈣(gai)鈦(tai)(tai)礦太(tai)(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)性(xing)能(neng)瓶(ping)頸。

圖1. 朱(zhu)瑞教(jiao)授等人在鈣鈦礦太陽(yang)能電(dian)池界(jie)面優化(hua)策略及表征方(fang)法方(fang)面的進展

　　團隊(dui)基(ji)于多(duo)年來(lai)(lai)對鈣鈦(tai)礦太(tai)陽(yang)能電(dian)(dian)池(chi)界(jie)(jie)面(mian)(mian)的深入研究與(yu)系統(tong)認知，以“解鎖光伏電(dian)(dian)池(chi)界(jie)(jie)面(mian)(mian)”為主題，對鈣鈦(tai)礦太(tai)陽(yang)能電(dian)(dian)池(chi)的界(jie)(jie)面(mian)(mian)進(jin)行(xing)了總(zong)結(jie)探討與(yu)前瞻分(fen)析(圖(tu)2)。從經(jing)典電(dian)(dian)池(chi)結(jie)構切入，重點討論多(duo)層薄(bo)膜界(jie)(jie)面(mian)(mian)能量損失的來(lai)(lai)源，歸納(na)總(zong)結(jie)界(jie)(jie)面(mian)(mian)材料、缺(que)陷、能級(ji)等(deng)性(xing)(xing)質對電(dian)(dian)池(chi)性(xing)(xing)能的影響規律，回顧經(jing)典的界(jie)(jie)面(mian)(mian)材料匹配與(yu)鈍化策略(lve)。

　　相比于其(qi)它多(duo)晶光(guang)伏材(cai)料(liao)，金屬鹵化(hua)物鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)通常(chang)具有(you)更(geng)好的(de)(de)(de)“缺(que)陷(xian)容忍”特性(xing)。對缺(que)陷(xian)進行有(you)效的(de)(de)(de)調控處理，可進一(yi)步提升太陽能電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)效率和穩定(ding)性(xing)。鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)薄膜(mo)上下表面(mian)存在大量未配位(wei)懸掛(gua)鍵(jian)或(huo)空位(wei)，其(qi)與(yu)相鄰功能層(ceng)薄膜(mo)(如空穴(xue)或(huo)電(dian)(dian)子傳輸層(ceng))形成的(de)(de)(de)異質結界(jie)(jie)(jie)面(mian)是(shi)缺(que)陷(xian)聚(ju)(ju)集、導致(zhi)損(sun)失的(de)(de)(de)主要區域之一(yi)。例(li)如，鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)與(yu)電(dian)(dian)子傳輸層(ceng)界(jie)(jie)(jie)面(mian)處的(de)(de)(de)能級失配是(shi)性(xing)能的(de)(de)(de)主要損(sun)失來(lai)源，在三維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)薄膜(mo)表面(mian)構(gou)(gou)筑二維鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)層(ceng)被(bei)認為(wei)是(shi)一(yi)個有(you)潛力的(de)(de)(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)優(you)化(hua)策略(lve)。此外，電(dian)(dian)子傳輸層(ceng)與(yu)金屬電(dian)(dian)極(ji)之間(jian)往往是(shi)離(li)子遷移聚(ju)(ju)集嚴(yan)重的(de)(de)(de)區域，進而(er)導致(zhi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)分解等問題將(jiang)直接(jie)破壞(huai)鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)電(dian)(dian)池(chi)結構(gou)(gou)穩定(ding)性(xing)。目前，不同界(jie)(jie)(jie)面(mian)緩(huan)沖層(ceng)被(bei)引入(ru)到(dao)該界(jie)(jie)(jie)面(mian)以(yi)抑制離(li)子遷移，更(geng)多(duo)的(de)(de)(de)策略(lve)仍待進一(yi)步開發;處在鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)薄膜(mo)底(di)部的(de)(de)(de)埋(mai)底(di)界(jie)(jie)(jie)面(mian)因其(qi)難以(yi)被(bei)直接(jie)觀測表征而(er)更(geng)少(shao)被(bei)關注，埋(mai)底(di)界(jie)(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)(de)孔(kong)洞、細(xi)碎晶粒、不可控應力等情(qing)況亦會嚴(yan)重影(ying)響電(dian)(dian)池(chi)性(xing)能。通過引入(ru)自組裝單(dan)分子層(ceng)(SAM)可實現對鈣(gai)鈦(tai)(tai)(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)埋(mai)底(di)界(jie)(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)(de)有(you)效調控，其(qi)工(gong)作機理仍需(xu)深入(ru)探索(suo)。

　　針(zhen)對(dui)鈣(gai)鈦礦(kuang)太陽能(neng)電(dian)池界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)未來的(de)發展(zhan)，論文總(zong)結(jie)提出(chu)了(le)四個主(zhu)要優化(hua)(hua)路(lu)徑：1)消除/修(xiu)復界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)缺陷。盡(jin)管(guan)現在已經在一定(ding)程(cheng)度上建立起(qi)對(dui)缺陷的(de)了(le)解(jie)(jie)，但(dan)仍需要在更精細結(jie)構(gou)的(de)層面(mian)(mian)(mian)(mian)上理解(jie)(jie)缺陷的(de)形成及其對(dui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)電(dian)子態(tai)的(de)影(ying)響，同時也應(ying)當兼顧考慮(lv)新引入的(de)鈍化(hua)(hua)材料對(dui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)電(dian)子態(tai)的(de)改變。2)設計(ji)合(he)理的(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)能(neng)帶結(jie)構(gou)。二(er)維鈣(gai)鈦礦(kuang)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)層展(zhan)現出(chu)一定(ding)的(de)潛力，未來應(ying)當對(dui)其能(neng)級進(jin)行調控，實(shi)現在不同界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)處的(de)載流子選擇性。3)最小化(hua)(hua)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)應(ying)變。針(zhen)對(dui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)導致的(de)應(ying)變，應(ying)采用多尺度表(biao)征來加(jia)深(shen)對(dui)下界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)結(jie)構(gou)的(de)認知(zhi)，尤其是對(dui)局(ju)部載流子行為過程(cheng)的(de)了(le)解(jie)(jie)。4)增(zeng)強界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)機械穩定(ding)性。在加(jia)深(shen)對(dui)界(jie)(jie)(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)接觸和(he)應(ying)變了(le)解(jie)(jie)的(de)基礎上，需要針(zhen)對(dui)性地設計(ji)接觸增(zeng)強策略。

圖2. 論文(wen)配圖“設計最(zui)佳電池界(jie)面”

　　總的(de)來(lai)說，該(gai)展(zhan)(zhan)望(wang)論(lun)文凝(ning)練總結了(le)近年來(lai)鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電池(chi)界面工(gong)作的(de)進展(zhan)(zhan)，為(wei)電池(chi)界面優化方(fang)向(xiang)提供(gong)了(le)指(zhi)導，也(ye)為(wei)實驗(yan)工(gong)作的(de)開展(zhan)(zhan)提供(gong)了(le)參考，對(dui)進一(yi)步(bu)開發(fa)高性能(neng)鈣鈦(tai)礦(kuang)太陽(yang)能(neng)電池(chi)、推動新(xin)型鈣鈦(tai)礦(kuang)光伏(fu)技術(shu)產業化應用具有(you)重(zhong)要的(de)意義。

　　英(ying)國(guo)牛津大學(xue)肖云博(bo)士、北(bei)京(jing)大學(xue)博(bo)士后(北(bei)京(jing)大學(xue)物理學(xue)院2022屆博(bo)士畢業生)楊曉(xiao)宇博(bo)士為該(gai)論文的共同(tong)第一(yi)作(zuo)者，朱瑞與Henry J. Snaith為共同(tong)通訊作(zuo)者。該(gai)工作(zuo)得到了(le)國(guo)家自(zi)然(ran)科學(xue)基金委、北(bei)京(jing)市自(zi)然(ran)科學(xue)基金、英(ying)國(guo)工程和自(zi)然(ran)科學(xue)研究委員會(EPSRC)、北(bei)京(jing)大學(xue)人工微結構(gou)和介觀(guan)物理國(guo)家重點實驗室、納光電(dian)子前沿科學(xue)中心(xin)、量子物質科學(xue)協同(tong)創(chuang)新(xin)中心(xin)、極端光學(xue)協同(tong)創(chuang)新(xin)中心(xin)等單位的支持。