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硅化钙

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硅化钙相关的资讯

  • 赫施曼助力萤石中氟化钙含量的测定
    萤石的主要成分是氟化钙,萤石中还含有二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、磷、硫等杂质,萤石作为一种重要的冶金熔剂在钢铁工业中大量使用。根据GB/T 5195.1-2017,测定萤石中氟化钙含量的方法有EDTA滴定法,其原理是:试料以含钙的稀乙酸浸取,过滤,通过下列两种方法之一进行分解:1.经含钙乙酸浸取试料分离碳酸钙后的不溶物灼烧后以碳酸钠-硼酸混合熔剂熔融,以盐酸-硼酸混合酸浸取分解,定容。2.经含钙乙酸浸取试料分离碳酸钙后的不溶物以盐酸-硼酸-硫酸混合酸加热分解,定容,过滤除去不溶物。 分取部分滤液于pH大于12.5的条件下,用EDTA标准滴定溶液滴定钙,计算氟化钙的质量分数。滴定内容如下:分取25.00mL试液于250mL锥形瓶中,用瓶口分液器加25mL水,用Miragen电动移液器加2滴硫酸镁溶液(5g/L),用瓶口分液器加5mL三乙醇胺(1+2),加0.1g盐酸羟胺,用瓶口分液器加20mL氢氧化钾溶液(5g/L),加0.1~0.2g混合指示剂,用EDTA标准滴定溶液(0.015moL/L)经过赫施曼光能滴定器或opus电子滴定器滴定至试液绿色荧光消失(在黑色背景的衬垫上观察)为终点。移取液体的一般是量筒和移液管,存在三个缺点:一是敞口操作,对强腐蚀、有毒有害、挥发性的液体,存在安全隐患;二是操作上环节多,需目视确认凹液面,实现精度难以保证;三是效率较低,无法满足日益增加的液体移取的工作需求。赫施曼瓶口分配器可代替量筒、刻度移液管,便捷、安全地进行0.2-60mL的常规液体(酸、碱、有机试剂等)的移取,而实验室移取小体积(几微升到10毫升)的液体,一般采用移液器。Miragen电动移液器,数值靠设定或选定,电机控制活塞运动,吸液和排液也更加稳定,还有步骤少、调数快、模式多等诸多优势。滴定法一般使用的是玻璃滴定管,对试验人员的技术水平、实操经验和耐心的要求较高,还有灌液慢、控速难,读数乱(不同人次、位置的凹液面读数可能出现偏差)三大痛点。赫施曼的光能滴定器可抽提加液、手转硅胶轮控制滴定速度和体积;opus电子滴定器可通过触屏来进行灌液、预滴定(先加入一定体积后再滴定)、快速滴定和半滴滴定等功能。两种滴定器均为屏幕直接读数,可提高工作效率、降低目视误差,无需大量实操经验,降低了培训成本和人员个体差异,所得数据也更加准确、稳定。赫施曼助力萤石中氟化钙含量的测定
  • 【视频】杂化钙钛矿材料及其纳米光学应用
    钙钛矿电池的光吸收层是一种有机-无机杂化的材料,而极化激元是黄昆原始在研究光子与声子相互作用时提出的概念实现了钙钛矿纳米结构(纳米线、纳米片、量子点)的高质量制备,为实现钙钛矿激光器的制备奠定了物质基础 将杂化钙钛矿材料和等离激元纳米金属两者结合,形成SPP纳米激光器,这是未来光通讯和信息产业中一个重要的研究方向,即将激光器小型化,小型化意味着可以更高密度、更大范围的集成,是下一代器件应用的重要趋势。  研究通过各种手段实现了金属结构的SPP模式的调控 制备了SPP模式的钙钛矿纳米线激光器,其激射阈值室温最低,并且首次实现了高于室温的激射。视频选自2020年半导体材料与器件研究与应用网络会议(报告人:中科院半导体所研究员 王智杰)
  • 卫生部等7部门关于撤销食品添加剂过氧化苯甲酰、过氧化钙的公告(2011年 第4号)
    卫生部等7部门关于撤销食品添加剂过氧化苯甲酰、过氧化钙的公告(2011年 第4号)   根据《食品安全法》关于食品添加剂应当在技术上确有必要且经过风险评估证明安全可靠,方可列入允许使用范围的规定,经审查,食品添加剂过氧化苯甲酰、过氧化钙已无技术上的必要性,现决定予以撤销并公告如下:   一、自2011年5月1日起,禁止在面粉生产中添加过氧化苯甲酰、过氧化钙,食品添加剂生产企业不得生产、销售食品添加剂过氧化苯甲酰、过氧化钙 有关面粉(小麦粉)中允许添加过氧化苯甲酰、过氧化钙的食品标准内容自行废止。此前按照相关标准使用过氧化苯甲酰和过氧化钙的面粉及其制品,可以销售至保质期结束。   二、面粉生产企业和食品添加剂生产企业要按照本公告要求依法组织生产经营,做好自查自纠工作。相关行业协会要加强行业管理和行业自律,引导企业不断规范面粉和食品添加剂生产经营活动。   三、各级食品安全监管部门要加大监督执法力度,加强食品安全监督检查,依法查处将过氧化苯甲酰、过氧化钙作为食品添加剂进行生产、销售和使用的违法行为。   特此公告。   卫生部   工业和信息化部   商务部   国家工商总局   国家质检总局   国家粮食局   国家食品药品监管局   二○一一年二月十一日
  • 卫生部关于再次公开征求撤销食品添加剂过氧化苯甲酰和过氧化钙意见的函
    各有关单位:   根据《食品安全法》关于食品添加剂应当在技术上确有必要且经过风险评估证明安全可靠的要求,随着我国小麦粉加工工艺的改进,面粉加工不再需要使用过氧化苯甲酰和过氧化钙。经研究并商相关部门,拟撤销食品添加剂过氧化苯甲酰和过氧化钙。现再次公开征求意见,请于2010年12月30日前按以下方式反馈意见:传真010-68792408或电子信箱gb2760@gmail.com.   附件:   1.关于拟撤销食品添加剂过氧化苯甲酰和过氧化钙的公告   2.关于拟撤销食品添加剂过氧化苯甲酰和过氧化钙的相关情况   二〇一〇年十二月十四日   附件1   公 告   (征求意见稿)   根据《食品安全法》关于食品添加剂应当在技术上确有必要且经过风险评估证明安全可靠的要求,随着我国小麦粉加工工艺的改进,面粉加工不再需要使用过氧化苯甲酰和过氧化钙。经研究,决定撤销食品添加剂过氧化苯甲酰和过氧化钙。现公告如下:   一、自2011年12月1日起,禁止在面粉生产中使用过氧化苯甲酰和过氧化钙。此前按照相关标准使用过氧化苯甲酰和过氧化钙的面粉及其制品,可以销售至产品保质期结束。   二、各级食品安全监管部门要加大执法力度,切实做好过氧化苯甲酰和过氧化钙监督管理,加强面粉生产经营和餐饮服务单位的食品安全监督检查。对面粉中违法使用过氧化苯甲酰和过氧化钙的,要依法予以查处。   特此公告。   二〇一〇年十二月日   附件2   关于拟撤销食品添加剂过氧化苯甲酰和过氧化钙的相关情况   一、关于过氧化苯甲酰   过氧化苯甲酰,化学式[C6H5C(O)O]2,是一种有机过氧化物,白色至微黄色斜方结晶或结晶粉末,常用作乙烯系、丙烯酸系等单体的聚合引发剂、硅树脂及不饱和聚酯的固化剂、食品添加剂等。   二、国内外食品添加剂过氧化苯甲酰的使用规定   国际食品法典委员会(CAC)和美国、加拿大、日本等国家和我国台湾、香港地区允许在面粉加工中使用过氧化苯甲酰。欧盟等地区未允许使用过氧化苯甲酰。国际食品法典委员会规定的面粉中过氧化苯甲酰最大使用限量为75mg/kg.   1986年,根据粮食部门的申请,经全国食品添加剂标准化技术委员会(以下简称标委会)安全评审通过,将过氧化苯甲酰列入《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760),允许作为面粉处理剂、漂白剂在小麦粉加工中使用,最大使用限量为60mg/kg.   三、关于食品添加剂过氧化苯甲酰的安全性   据联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合食品添加剂专家委员会(JECFA)评估,过氧化苯甲酰在面粉中75mg/kg、在乳清粉中100mg/kg的使用限量,不会对人体健康造成危害。   四、我国面粉加工工艺已不再需要使用过氧化苯甲酰   随着我国小麦品种改良和面粉加工工艺水平的提高,现有的加工工艺能够满足面粉白度的需要,很多面粉加工企业已不再使用过氧化苯甲酰。我国粮食主管部门经过调查研究,提出我国面粉加工业已无使用过氧化苯甲酰的必要性,且消费者普遍要求小麦粉能保持其原有的色、香、味和营养成分,追求自然健康,尽量减少化学物质的摄入,普遍不接受含有过氧化苯甲酰的小麦粉。同时,在现有国家标准规定的添加限量下,现有加工工艺很难将其添加均匀,容易造成含量超标,带来质量安全隐患。   根据《食品安全法》第四十五条规定,食品添加剂的使用必须同时符合两个条件,一是技术上确有必要,二是安全可靠。尽管过氧化苯甲酰按规定使用未发现安全性问题,但由于面粉加工行业已无使用过氧化苯甲酰的技术必要性,因此,建议撤销食品添加剂过氧化苯甲酰。   五、撤销食品添加剂过氧化苯甲酰后,加强面粉食品安全监管的措施   为防范撤销过氧化苯甲酰后可能出现的继续添加,甚至添加其他非食用物质或滥用添加剂的情况,我部已向社会公布了四批可能违法添加的非食用物质和易被滥用的食品添加剂“黑名单”,要求各级食品安全监管部门加大对面粉及其制品的食品安全监管,严厉打击违法犯罪行为。相关部门也制定了面粉中钛白粉、吊白块、滑石粉、过氧化苯甲酰等漂白物质的配套检测方法,并且正在研究其他违法添加物质的检验方法,为食品安全监管工作提供技术支持。   六、撤销过程将设置过渡期限   为尽可能降低撤销过氧化苯甲酰对产业影响,我们将设置1年左右的政策调整实施时间,主要考虑面粉生产、销售以及进口周期等情况,同时允许在政策调整日期前生产的、添加了过氧化苯甲酰的食品继续在保质期内销售。   七、关于过氧化钙   过氧化钙,化学式CaO2,是一种白色无气味结晶性粉末,常用作杀菌剂、解酸剂、氧化物阴极材料、食品添加剂、化妆品等。过氧化钙与过氧化苯甲酰作用相似,我国现行GB2760允许其作为面粉处理剂、漂白剂在小麦粉中使用,最大使用限量为500mg/kg.鉴于已无使用的技术必要性,拟在撤销过氧化苯甲酰的同时一并撤销过氧化钙。
  • 青海省标准化协会公开征求《工业氯化钙中钠镁 钾含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》等3项团体标准意见
    各相关单位及专家:按照青海省标准化协会团体标准工作程序,标准起草单位已完成《工业氯化钙中钠镁钾含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》《工业盐中钙、镁、铁、钾、铝、钡、锶、锰、铅和镍含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》《工业盐中钙、镁、铁、钾、铝、钡、锶、锰、铅和镍含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》3 项团体标准征求意见稿,根据《青海标准化协会团体标准管理办法》的要求,现在网上公开征求意见,欢迎提出宝贵意见。征求意见截止时间为2023年11月15日,请您在截止日期之前将您的意见反馈至青海标准化协会。协会联系方式协会秘书处:刘伟朝:18297212652、韩建华:13909712796协会邮箱:qhsbzhxh@163.com意见征求涵15.pdf工业氯化钙中钠镁钾含量的测定-文本.pdf附件2:意见反馈表.doc硫酸钾镁肥中钙镁钠含量的测定-文本.pdf工业盐中10种金属离子含量的测定 -文本.pdf
  • 李刚团队优化钙钛矿太阳能电池效率提升逾25%,突破19.5%
    前言近年来,钙钛矿和有机太阳能电池(PSCs和OSCs)因其高效率和低成本的潜力而备受关注。然而,界面缺陷和非理想的能级排列等问题仍然限制着器件性能的进一步提升。香港理工大学李刚团队在《Nature Communications》(1 Sep. doi.org:10.1038/s41467-024-51760-5)上发表了一项研究成果,他们利用界面工程技术,通过共吸附自组装单分子层(SAMs)成功提升了太阳能电池的性能。该团队采用PyCA-3F和2PACz分子进行共吸附,形成了一层功能化的超薄层,有效减少了SAMs的自聚集现象,并改善了界面特性。这种方法不仅提高了钙钛矿太阳能电池的结晶度,还降低了陷阱态密度,增强了空穴的提取和传输能力,最终使光电转换效率(PCEs)突破了25%。此外,采用CA策略的器件也实现了19.51%的PCE。導讀目錄: 前言 研究方法 表面形貌与结构分析 光电性能与界面特性分析 結論研究方法:通过调整钙钛矿和有机太阳能电池活性层材料的比例,优化器件性能。例如,钙钛矿电池使用CsI、MACl、FAI、PbI2和MAPbBr3调配1.6 M溶液;有机电池使用PM1:PTQ10混合物并添加1-氯萘优化形貌。表面形貌与结构分析:表面形貌分析:使用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜能谱(SEM-EDX)来观察和分析ITO、2PACz和2PACz+PyCA-3F表面的形貌和元素分布。 结晶结构分析:利用X射线绕射(XRD)研究钙钛矿薄膜在不同基底上的生长结构。红外光谱学(AFM-IR):分析2PACz分子在ITO表面的分布和组成异质性,特别是通过识别1460 cm^-1特征峰来研究2PACz的聚集行为。 扫描电子显微镜-能量色散X射线分析(SEM-EDX):用于分析ITO、2PACz和CA样品的微观结构和元素组成,以评估这些材料的质量和均匀性。光电性能与界面特性分析:光伏參數測量:包括开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)、填充因子(FF)、最大功率(Pm)和能量转换效率(Er)。这些参数提供了关于太阳能电池在特定条件下的性能信息,研究人员使用SourceMeter测量太阳能电池的电流-电压(J-V)曲线,测量在手套箱中进行,使用的是Enlitech的太阳能模拟器SS-F7-3A,模拟AM 1.5 G的标准光照条件(100 mW cm^-2)。 光电转换效率测试:在不同光照条件下测量太阳能电池的性能,包括光电转换效率(PCE)、电流密度(Jsc)、电压(Voc)和填充因子(FF)。 外量子效率(EQE)的测量则使用Enlitech Co., Ltd.的太阳能电池光谱响应测量系统QE-R3011进行,并在交流模式下进行测量。光强度在每个波长下都使用标准单晶硅光伏电池进行校准。这些设备和测量方法确保了测量结果的准确性和可靠性,从而能够精确评估太阳能电池的光电转换效率和其他关键性能参数。 界面能级分析:计算费米能级、势能和功函数,了解界面特性。时间分辨光致发光(TRPL):测量发光寿命,评估激子、载流子动态。空间电荷限制电流(SCLC):计算陷阱密度,评估缺陷和载流子传输。Kelvin探针力显微镜(KPFM):测量表面电位分布,了解其对电池性能的影响。X射线光电子能谱(XPS):分析表面化学组成和电子结构,了解元素分布受2PACz和PyCA-3F的影响。结论共吸附策略(CA)修饰自组装单层(SAM)基空穴传输层(HTL),可显着提升钙钛矿/有机太阳能电池的稳定性和光电转换效率(PCE)。PyCA-3F与2PACz共吸附形成平滑表面,优化能带排列,降低界面能量势垒,平整钙钛矿埋藏界面,增强异质界面能量,减少缺陷,最终提高器件效率和稳定性。此研究为高效溶液加工光伏器件的发展提供了简单、合理、有效的SAM基HTL层改性方法。共吸附SAM形成更平滑均匀的表面,减少2PACz分子聚集,改善界面特性。 减少界面陷阱和非辐射中心,提升器件稳定性。使用CA作为阳极修饰层,可获得与PEDOT相当甚至更高的FF和Jsc。CA基太阳能电池表现出优异的运行稳定性:
  • 超高效液相色谱领军者科诺美完成近亿元A轮融资,华盖资本领投,爱博清石、元生创投跟投,凯乘资本担任独
    超高效液相色谱领军者科诺美完成近亿元A轮融资华盖资本领投,爱博清石、元生创投跟投,凯乘资本担任独家财务顾问近日,超高效液相色谱领军企业科诺美(北京)科技有限公司(以下简称“科诺美”)宣布完成近亿元A轮融资,本轮融资由华盖资本领投、爱博清石基金跟投,老股东元生创投继续追加投资,凯乘资本担任本次交易的独家财务顾问。本轮募集的资金主要用于科诺美完全自主知识产权的液相色谱各条产品线的技术升级、扩展产品领域的系列化研发、自建工厂的产能扩张与精益改善、全球市场营销网络拓展与服务应用体系完善。完全自主可控,实现真正的国产替代国产化浪潮势在必行,但要做到自主可控,倪光南院士曾总结了五要素标准:1、知识产权标准,要自主可控;2、技术能力,要自主可控;3、发展主动权,要自主可控;4、供应链,自主可控;5、要具备国产资质。真正的核心技术是买不来的,国产替代也无法通过贴牌方式来解决,必须要从底层技术上不断积累自主创新,同时在生产品控上下苦功,自建生产线并精益改善,研发和生产高品质的产品,才有可能实现真正的国产替代。中国分析仪器市场每年的进口额在1000亿美元左右,仅次于石油和半导体。其中,液相色谱是第一大单品,在制药、食品、生物、农林畜牧等化学分析与生命科学领域及精准医疗与临床检验领域应用极为广泛,市场规模达数百亿元。一直以来,我国液相色谱仪高度依赖进口,尤其是技术水平更高的超高效液相色谱仪。随着国际形势日益复杂,科学仪器进口垄断严重、核心技术卡脖子的问题日益凸显。2018年后,国家政策大力鼓励科学仪器国产替代,液相色谱成为重中之重。科诺美,正是在此背景和趋势下成立,立志要从根本上打破进口垄断,公司在核心技术上完全自主可控,实现真正的国产替代;同时不断提升效率,降低成本,打造具有国际竞争力和超值体验的超高效液相色谱系列产品。引领技术趋势,全面掌握核心关键技术科诺美是国内唯一,掌握正向研发超高效液相色谱(UHPLC)关键技术的公司,立志成为国产超高效液相色谱引领者,解决液相色谱中高端产品的“卡脖子”问题。科诺美创始团队在行业深耕多年,曾创造了多个“业内第一”:如中国首款准超高效级液相色谱、中国最早全面掌握超高效液相色谱技术且获得国家级重大专项支持、中国首款自主研发全自动进样配置的液相色谱系统、中国首款自主研发数据库和网络版液相色谱工作站等等。科诺美汇集了包括光学、机械、结构、电子、软件工程、自动化、嵌入式、分析化学、临床检验等各类跨学科领域人才;设立在北京的研发中心,拥有业内极少的完整的交叉学科集合体,从而实现能够完全自主的正向研发,全面掌握超高效液相色谱技术。在积极转化所积累的硬科技核心技术的基础上,还不断与人工智能、自动化、大数据等交叉创新,进行快速的产品迭代与技术扩展。2022年9月,科诺美正式启动自建的苏州生产基地,实现规模化、现代化、体系化的生产装配;拥有一流的生产工艺及严格的质量保证体系,通过了ISO9001、ISO13485双体系认证,拥有一类和二类医疗器械的生产资质,拥有全面ERP与精益改善体系流程。可实现从模块到整机、从耗材到试剂的完整自主化生产体系,确保产品准时、保质出厂。纵横两大领域,提供领先的全面解决方案在化学分析与生命科学领域,液相色谱是基础性设备,在生物制药、食品安全、环境监测等行业有着广阔的市场。科诺美已经陆续布局了超高效液相色谱Leaps系列、Leaps2D系列、LeapsBio系列、LeapsPrep系列、Frontier系列等;实现了目前国产化最完整的液相色谱产品线,可完整覆盖常规分析、复杂样品分析、快速分析以及制备分析;耗材色谱柱已布局从1.8μm超高效分析,到3~5μm常规分析,到7~20μm制备纯化的全面覆盖。科诺美,使广泛的行业用户用更低的成本,就可以使用超高效级别的液相色谱及配套产品。精准医疗与临床检验领域,是液相色谱的潜在蓝海市场。针对临床检验领域,科诺美布局有Voyager系列IVD全自动二维超高效液相色谱、EpoStar系列全自动样品前处理平台、以及各类配套试剂耗材,形成了一站式全自动临床解决方案。截至当前,已取得了13项医疗器械备案与注册证,让其在临床检验端真正变得简单易用,实现多快好省,促进中国医疗普惠事业,满足精准医疗需要。其中,Voyager系列是国内唯一拥有UHPLC性能级别,完全基于自主关键技术,并获得二类医疗注册证的液相色谱系统。科诺美今年在两大业务领域板块同步布局,不断强化市场投入并提升客户满意度,打造业内一流的市场营销体系与客户服务体系团队,汇集了诸如来自Waters、Agilent、ThermoFisher等跨国公司及优秀企业的各类人才。自2022年下半年产品正式发布后,已经收获了众多客户的订单,并在持续高速增长中。未来,科诺美将进一步布局全球业务市场,InChinaforGlobal,有望打破全球液相色谱固有市场格局,让中国智造享誉全球!科诺美联合创始人&CEO张欣表示:“感谢华盖资本、爱博清石及老股东元生创投在本轮的鼎力支持,也感谢全体股东们的持续赋能与助力。更感谢时代赋予科诺美的使命,感谢用户们对于科诺美的认可与支持。科诺美的使命是让分析检测更高效精准且易用,愿景是成为推动世界和人类健康安全进步的中国科技公司。科诺美将持续创新,基于完全自主可控,实现真正的国产替代,改变全球行业市场格局”。华盖医疗早期基金主管合伙人张翼表示:“华盖资本一直关注能为生物医药行业赋能的生命科学工具企业,科诺美拥有一批在科学仪器、分析检测和生命科学行业里领先的人才,具有强大的研发能力和创新精神。液相色谱在生物医药乃至有机分析都是极为重要的基础设备,市场前景广阔;同时公司结合超高效与复杂样品处理技术,开发了多维色谱分析系统和体外诊断试剂,助力精准医疗。相信科诺美可以为中国生物医药产业的快速发展进一步赋能,并探索生命科学工具在临床中的转化应用”。爱博清石基金合伙人王子聪表示:“液相色谱在制药、食品、农林畜牧等通用检测领域及维生素、血药浓度监测等临床医疗领域广泛应用。科诺美创始团队长期深耕色谱等科学仪器市场,具有丰富的产品研发和销售经验。面向通用和医疗两大领域,科诺美率先推出了高性能的液相色谱产品系列,实现自主可控,有望打破进口垄断的市场格局,发展潜力巨大”。元生创投管理合伙人林艺博士表示:“元生创投持续看好科诺美团队的产品化和商业化能力,也很高兴元生创投能在早期就参与投资支持科诺美,科诺美是国内唯一掌握正向研发超高效液相色谱UHPLC关键技术的公司,创造了多个“业内第一”。科诺美已经在通用检测和临床诊断两大领域同步布局,公司自主研发生产的超高效液相色谱预期会被快速推广应用,真正实现高端分析仪器在化学分析、生命科学及临床诊断领域的国产自主可控”。凯乘资本创始合伙人邹国文博士表示:“科学仪器行业具有广阔的行业纵深,需要长期耕耘,从核心部件到整机生产,进口垄断和卡脖子现象都非常严重。近年来,国产仪器公司正在迎来历史性机遇。但同时,有能力自主正向研发高水平仪器的公司,却又非常稀缺。我们非常看好科诺美的核心团队,凭借二十余年完整的研发、产业化、商业化经验,紧握超高速液相色谱的技术升级趋势;以稳定的产品性能、优越的性价比,正在吹响科学仪器国产替代的冲锋号”。
  • 仪器表征,科学家首次提出钙钛矿材料表面处理新策略!
    【科学背景】随着太阳能技术的快速发展,钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其高效能和低成本制造引起了广泛关注。钙钛矿材料作为下一代光伏材料,单结PSCs的转换效率已经超过了26%,显示出巨大的潜力。然而,钙钛矿太阳能电池在商业化应用中仍面临许多挑战,其中最关键的是操作稳定性问题。尽管当前的研究在提高初始效率方面取得了显著进展,但要实现与硅基太阳能电池相媲美的使用寿命,还有许多技术难题需要克服。钙钛矿材料存在许多离子缺陷,这些缺陷在制造和使用过程中会影响器件性能和稳定性。为了解决这些问题,科学家们开发了多种表面处理策略,如铅氧盐、离子液体、自组装单分子层和二维钙钛矿层等。这些方法在一定程度上提高了钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性。然而,这些处理方法通常仅在制造阶段有效,难以在设备操作和储存过程中处理新生成的缺陷。而环境应力因素(如湿度、热量和光照)会加剧这些缺陷的形成,进一步影响设备的长期稳定性。为此,香港城市大学冯宪平教授与牛津大学Henry J. Snaith教授等科学家们提出了一种“活性处理剂”的概念,通过包含动态共价键(DCBs)的材料来实现钙钛矿的动态修复。这种方法不仅在制造过程中对钙钛矿薄膜进行处理,还能在设备操作和储存期间持续发挥作用。具体来说,科学家们利用一种含有阻滞尿素/硫代氨基甲酸酯键(HUBLA)的Lewis酸碱材料,这种材料在水和热的作用下能够生成新的活性剂,动态钝化钙钛矿中的缺陷,从而提高设备的性能和稳定性。本研究中,HUBLA材料被用于钙钛矿太阳能电池的表面处理。在暴露于湿气或热量时,HUBLA会生成新的活性剂,进一步钝化钙钛矿中的缺陷。实验结果表明,这种处理策略显著提升了钙钛矿太阳能电池的性能,器件的转换效率达到了25.1%。此外,在氮气环境下85°C的条件下,经过约1500小时的老化测试,HUBLA处理的设备保持了其初始PCE的94%;在空气中85°C和相对湿度30%的条件下,经过1000小时的老化测试,设备保持了其初始PCE的88%。【科学亮点】1. 实验首次提出了实时响应的钙钛矿表面处理策略:利用含有动态共价键(DCBs)的HUBLA材料,该材料在水和热的激活下可以动态修复钙钛矿,从而增强器件的性能和稳定性。这种策略不仅在制造过程中对沉积的钙钛矿薄膜进行处理,还在器件制造后继续发挥作用。2. 实验通过HUBLA及其生成物实现了高效能器件:&bull 通过HUBLA材料与钙钛矿光电活性层中的离子缺陷发生反应,生成新的钝化剂,从而钝化缺陷并提高器件性能。&bull HUBLA材料在暴露于湿气或热量的情况下,可以释放额外的Lewis碱,进一步钝化钙钛矿中的缺陷。这一特性使得器件能够在环境应力下自我修复,保持高效能。3. 实验结果表明,使用HUBLA的钙钛矿太阳能电池(PSC)性能显著提高:&bull 实验实现了转换效率(PCE)达到25.1%的高性能钙钛矿太阳能电池。&bull HUBLA设备在氮气环境中85°C下经过约1500小时的老化测试,仍能保持其初始PCE的94%。&bull 在空气中85°C和相对湿度30%的条件下,经过1000小时的老化后,HUBLA设备仍能保持其初始PCE的88%。4. 提出了一种新型的“活性处理剂”概念:HUBLA材料通过动态共价键技术,在器件操作和存储期间响应环境应力动态修复钙钛矿,从而提升了器件的稳定性和长期性能。这种方法为解决钙钛矿太阳能电池中因环境应力导致的性能衰退问题提供了一种有效的新途径。【科学图文】图1:HUBLA 的动态反应、水解和氧化还原穿梭。图2. 钙钛矿薄膜上HUBLA的动态反应和钝化。图3. 钙钛矿薄膜的稳定性。图4:钙钛矿光伏电池的性能和稳定性。【科学结论】本文开发并应用了一种新型的动态共价键材料——阻滞尿素/硫代氨基甲酸酯键(HUBLA),用于改善钙钛矿太阳能电池(PSC)的性能和稳定性。传统上,钙钛矿材料由于其在湿热环境下易于形成缺陷而限制了其长期稳定性,这对其商业化应用构成了挑战。HUBLA的引入不仅使得钙钛矿能够在制造过程中得到更好的控制,还能在器件使用后动态地修复新生成的缺陷。通过与水和热的相互作用,HUBLA能够释放出新的活性剂,进一步钝化钙钛矿中的离子缺陷,从而显著提升了器件的长期稳定性和性能。具体来说,实验结果显示,经过HUBLA处理的钙钛矿太阳能电池在高温和潮湿条件下的长期老化测试中,保持了高达94%的初始转换效率(PCE),表明其在应对恶劣环境条件下的优越性能。未来,基于动态共价键的表面处理策略可能不仅局限于太阳能电池领域,还有望在其他光电器件以及功能性材料的设计和性能优化中发挥重要作用,推动能源技术的进步和应用拓展。原文详情:Wang, WT., Holzhey, P., Zhou, N. et al. Water- and heat-activated dynamic passivation for perovskite photovoltaics. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07705-5
  • 临床质谱企业瑞莱谱获数千万元A轮融资,君联资本、华盖资本联合投资
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 近日,据投资界消息,瑞莱谱(杭州)医疗科技有限公司完成数千万元A轮融资,本轮融资由君联资本、华盖资本联合投资,老股东辰德资本追加投资。 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据了解,瑞莱谱医疗位于浙江省杭州市,是一家致力于临床质谱设备和配套试剂盒的研发、生产和销售的IVD企业,旨在为临床医学客户提供质谱仪器、自动化配套设备、体外诊断试剂盒、应用方法学及服务的一站式整体解决方案。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 作为临床质谱领域的平台型公司,瑞莱谱拥有齐全的质谱产品管线,包括电感耦合等离子体-质谱仪(ICP-MS)、气相色谱-质谱仪(GC-MS)、液相色谱-串联质谱仪(LC-MS/MS)三大类质谱平台及配套自动化前处理设备和检测试剂盒。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据瑞莱谱创始人郑毅介绍, strong 目前,美国临床质谱检测服务市场规模约在90亿美元/年,约占临床检测总市场份额的15%;与之对标的国内临床质谱检测市场的潜在市场规模,有望达到300亿人民币/年。 /strong strong 当前国内临床质谱发展方兴未艾,但市场占比却不足1%,未来发展潜力极为可观。 /strong 临床质谱技术已然成为体外诊断领域最具发展前景的方向之一,是检验医学的新热点。 /p p br/ /p
  • WHEATON硼硅33玻璃 —实验室玻璃器皿的理想选择
    玻璃器皿是是实验室必备是常规用品。日常工作中,常用的实验室玻璃器皿有试剂瓶,量筒、滴定管、容量瓶、温度计、试管、烧瓶、烧杯、锥形瓶、漏斗、滴管、玻璃棒等。 实验室对常规用玻璃的要求:耐热 、耐低温、干燥、储存、可重复使用等。随着各种实验技术的发展,实验室对玻璃的使用提出了越来越严格的要求。硼硅33玻璃的出现,满足了绝大部份实验室对玻璃的苛刻要求。在这里我们就硼硅33玻璃的属性进行介绍:1) 化学属性 * 耐水性 Class 1 (as per ISO 720) * 耐酸性 Class 1 (as per DIN 12116) * 耐碱性 Class 2 (as per ISO 695) 2)物理属性 * 硼硅33玻璃 耐热性 * 最高使用温度 500°C * 525°C 软化温度 * 最低使用温度 -70°C 3)耐热冲击 * 膨胀的线性相关系数 硼硅33玻璃 α = 3.3×10-6/ K 普通钠钙玻璃 α = 9.1×10-6/ K * 硼硅33玻璃内没有应力=高耐热冲击性4)硼硅33透明玻璃的光学性质 * 光谱范围内的光可以全透(没有吸收)* 在紫外线范围内不穿透,在红外线范围内穿透 5)硼硅33棕色玻璃的光学性质 * 500nm以上的光线不穿透 * 用于储存和保护光敏感物 上述说明了硼硅33玻璃的特点。硼硅33玻璃和钠钙玻璃(普通玻璃)究竟有什么不同? 硼硅33玻璃和钠钙玻璃之间的成分差异硼硅33玻璃 普通玻璃(钠钙玻璃)二氧化硅81 % 69% 氧化硼 13% 1% 氧化钠、氧化钾 4% 13%/3% 氧化铝2% 4% 氧化钙-5% 氧化镁-3% 氧化钡-2%硼硅33玻璃和钠钙玻璃之间的耐受性差异 硼硅33玻璃钠钙玻璃耐水解等级13(USP/EP) 1级Yesno热冲击100 or 160K30K最高使用温度500°C100°C硼硅33玻璃和钠钙玻璃(普通玻璃)在成分上和耐受性上的差异,直接体现在实验室在玻璃的使用上。1,普通玻璃在存储液体方面的限制因为普通玻璃含有的钠13%,钠离子容易和水发生反应 ,存储溶液 PH值容易转成碱性 ,PH值变化容易影响产品的稳定性。硼硅33玻璃 4% 这意味着硼硅33玻璃的PH值变化更小。2,普通玻璃在热冲击方面的限制钠钙玻璃的安全热变化是30K 。硼硅33玻璃最高耐热变化是160K。最高使用温度方面,普通玻璃是100°C,硼硅33玻璃500°C。实验室在涉及高温使用玻璃和热变化较大情况下使用的玻璃,需要高硼硅玻璃。3,生物耐受性限制因为硼硅33璃的整体性能要高于钠钙玻璃。生物培养需要较高的培养条件,玻璃器皿往往要经过高压蒸汽灭菌或干热灭菌。因此在做生物培养,尤其是细胞培养相关操作时,需要使用高硼硅玻璃。北京桑翌实验仪器研究所,有大量美国WHEATON和德国DURAN玻璃产品的现货库存,为广大客户提供最优质的玻璃产品。
  • 大连化物所发现钙钛矿在高压下保持优异的载流子输运性能
    近日,大连化物所超快时间分辨光谱与动力学研究组(1110组)金盛烨研究员、田文明研究员等在高压环境下光生载流子输运研究中取得新进展。该团队通过时空分辨荧光扫描成像技术,实现了高压环境下载流子输运的直接观测,并发现钙钛矿在高压环境下仍然可以保持良好的载流子输运性能。压力作为重要的热力学影响因素,可以有效缩短原子间距,增强电子轨道耦合,进而改变物质的电子和晶体结构,从而揭示材料结构与性能的关系,并在发现新结构、新现象和阐释新机制方面发挥着重要作用。研究发现,压力可以有效改变钙钛矿材料的光电特性,并且在一定的压力范围内可以提升器件的光电性能。钙钛矿材料的载流子寿命,载流子迁移率和迁移距离是决定器件性能的重要参数。因此,了解这些核心参数在压力作用下如何变化,对于理解压力对钙钛矿器件光电性能的影响至关重要。高压下材料性质研究主要在金刚石对顶砧压腔内完成,受到压腔空间以及传压介质限制,采用传统方法测量高压下载流子输运性能具有巨大挑战。  本工作中,该团队通过将金刚石对顶砧与时空分辨荧光扫描成像等技术相结合,在高压环境下直接观测到三维钙钛矿MAPbI3单晶中的载流子输运过程,并发现在0.4至5.7GPa压力范围内,三维钙钛矿MAPbI3单晶的扩散系数比常压提高30%以上,载流子依然可以保持5至8μm迁移距离。同时,团队结合高压下X射线衍射和拉曼光谱等表征技术,证明了MAPbI3单晶在0.3至0.4GPa发生了由四方相到立方相的结构转变,在大约3GPa发生了等结构相变。本工作揭示了压力对三维钙钛矿MAPbI3载流子输运的影响,并为利用压力来调节或优化钙钛矿的光电特性提供了新思路。  相关研究成果以“Excellent Carrier Transport Property of Hybrid Perovskites Sustained under High Pressures”为题,于近日发表在《美国化学会能源快报》(ACS Energy Letters)上。该工作的第一作者是大连化物所1110组联合培养博士研究生尹延峰。上述工作得到国家重点研发计划“纳米科技”重点专项、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会等项目的支持。  文章链接:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02359
  • 天美公司助力第六届钙钛矿、异质结与叠层技术论坛
    第六届钙钛矿、异质结与叠层技术论坛将于4月16-18日在常州召开,会议探讨光伏行业展望与异质结、钙钛矿和叠层电池市场分析,大面积工业化钙钛矿和叠层电池材料体系、制造工艺与核心设备,钙钛矿电池转换效率提升与长期稳定性研究,异质结、钙钛矿与叠层组件封装技术与封装材料等。天美公司携爱丁堡分子光谱产品在光伏行业中的应用方案出席了此次技术论坛。在会议期间,各行业相关人员莅临到天美公司展台,了解天美公司在光伏行业中的仪器测试解决方案。本次会议天美应用工程师在大会上作《爱丁堡分子光谱产品在光伏领域中的应用》的报告,让行业客户更加了解爱丁堡分子光谱产品在光伏行业中的应用。天美集团旗下爱丁堡系列分子光谱仪器可为光伏行业提供高效,精准的拉曼,荧光、紫外及红外测试技术,表征光伏材料的带隙,载流子迁移,量子效率,结构晶型分析和缺陷分析等信息,为进一步提高光伏行业器件效率提供基础。
  • 高性能二维钙钛矿太阳电池制备成功
    近日,中科院大连化学物理研究所研究员刘生忠团队与陕西师范大学教授赵奎合作,在二维Dion—Jacobson(DJ)钙钛矿成膜控制研究中取得新进展,制备出高效率芳香族二维DJ钙钛矿太阳电池。相关研究发表在Advanced Energy Materials上。近年来,二维有机—无机杂化钙钛矿半导体材料凭借其高的环境稳定性和结构多样性,受到研究界广泛关注。该研究中,合作团队利用原位表征手段,实时追踪二维DJ钙钛矿前驱体溶液反应形成固态薄膜的结晶过程,以及其对量子阱生长、电荷传输、太阳电池性能的影响。研究发现,溶液处理过程中,快速提取溶剂可以加快钙钛矿相的成核和生长,避免从中间相到钙钛矿相的间接转变。因此,通过提升薄膜质量、优化量子阱的厚度分布,有利于提高二维钙钛矿太阳电池的电荷传输效率、载流子寿命和迁移率,最终改善电池的短路电流和开路电压,制备出效率为15.81%的器件。据了解,这是目前文献可查的芳香族二维DJ钙钛矿太阳电池的最高效率。该研究对指导DJ钙钛矿实现更加优化的光电性能和器件性能具有重要意义。相关论文信息:https://doi.org/10.1002/aenm.202002733
  • 《Nature》刊发!多种科研仪器助力破解钙钛矿电池寿命基因难题!
    中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所、中国科学院光伏与节能材料重点实验室潘旭研究员和田兴友研究员团队与韩国成均馆大学Nam-Gyu Park教授、华北电力大学戴松元教授合作,成功在反式钙钛矿太阳电池研究方面取得新突破。研究团队首次发现钙钛矿阳离子面外分布不均匀是影响电池性能的主要原因,并通过设计1-(苯磺酰基)吡咯(PSP)作为添加剂均匀化钙钛矿薄膜相分布,获得了26.1%的光电转换效率(PCE)。相关成果于2023年11月2日加速在线发表(AAP)在《自然》(Nature)杂志上。 钙钛矿太阳电池是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池,属于新概念太阳能电池,经过多年发展,传统的界面钝化及结晶调控方法很大程度上推动了电池效率的提升,但近年来相关研究中该电池效率的提升速度明显放缓,相关研究遇到了“瓶颈”。科研人员发现,钙钛矿薄膜内往往不可避免的会发生相分离现象,研究团队前期工作表明有效管理卤素相分离有助于提高器件性能(Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 2213932)。高效率钙钛矿材料往往通过采用纯碘体系下的阳离子掺杂组分获得,尤其是FA1-xCsxPbI3体系,不同的阳离子组分在钙钛矿体相面外方向的分布对钙钛矿体相载流子扩散及界面抽取至关重要。深入研究阳离子面外方向分布,不但有助于理解钙钛矿体相载流子动力学过程,更有望推动钙钛矿太阳电池效率的进一步提升。但是钙钛矿体相的不同阳离子组分分布、以及影响电池稳定性和效率损失的原因目前尚不清楚。 基于此,研究团队从FA1-xCsxPbI3体系出发,通过元素定量分析研究了甲脒(FA)与铯(Cs)阳离子的纵向分布,结合飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)与X射线光电子谱(XPS),深度剖析发无机Cs阳离子倾向于沉积在薄膜底部,有机FA阳离子在薄膜上界面处富集。在此基础上,研究团队对钙钛矿薄膜晶相分布进行了深度剖析,通过掠入射X射线衍射(GIXRD)与薄膜截面的透射电镜(TEM)分析,证明了在薄膜底部存在面间距较小的晶相,并且在薄膜底部显示出与富Cs钙钛矿相关的特征信号。这些实验充分说明阳离子面外方向的梯度不均匀分布,这也是首次可视化验证了钙钛矿薄膜的阳离子组分在面外不均匀分布。 研究团队通过原位试验方法进一步分析了这种梯度不均匀分布的原因,发现不同阳离子在结晶及相转变过程中的速率差过大是导致组分不均匀的主要原因。进而,团队设计了PSP分子以弥补不同阳离子间的结晶与相转速率差,制备出均匀化的钙钛矿薄膜。这种阳离子组分均匀分布的钙钛矿薄膜有效抑制了由底部富Cs相带来的准I型能级排列,极大程度上提升了载流子寿命及扩散长度,加强了载流子界面抽取。 研究团队利用PSP策略制备的反式钙钛矿太阳电池获得了26.1%的最高效率,认证效率为25.8%。此外,经2500小时最大功率电追踪后(MPPT),未封装的器件仍保持其初始 PCE 的 92% 的可靠运行稳定性。该研究工作表明,通过均匀化钙钛矿组分面外分布可获得优异电池性能,开辟了提升电池器件稳定性的新途径,有望打破钙钛矿太阳电池的效率瓶颈,为进一步提升高效、稳定的钙钛矿太阳电池提供了明确的方向,对推动PSCs走向商业化发展具有重要意义。 中国科学院合肥物质院固体所博士研究生梁政为该论文第一作者,南方科技大学章勇博士、固体所博士研究生徐慧芬为共同第一作者,固体所潘旭研究员为论文的第一通讯作者,固体所叶加久博士、成均馆大学Nam-Gyu Park教授和华北电力大学戴松元教授为论文的共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、安徽省杰出青年基金、合肥物质院院长基金等项目资助。 文章链接:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06784-0 科研人员在检测电池器件性能(图片来源于中国科学院合肥物质科学研究院)
  • Nature:突破障碍 - 何祝兵团队在甲胺掺杂的倒钙钛矿太阳能电池中达成25.86%的效率
    Nature:突破障碍 - 何祝兵团队在甲胺掺杂的倒钙钛矿太阳能电池中达成25.86%的效率分子掺杂工艺: 研究人员引入了一种使用二甲基胺基掺杂剂的分子掺杂工艺,该工艺能够创建一个与p-钙钛矿/ITO接触良好且能够完全钝化晶界的结构。这种创新工艺提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率(PCE),实现了经认证的25.39%的PCE,这是对钙钛矿太阳能电池现有标准的改进。分子挤压技术: 该工艺采用了一种独特的“分子挤压”方法,在甲苯淬灭结晶过程中将分子从前驱体溶液排出到晶界和薄膜底部。这种独特的技术导致了钙钛矿薄膜的p-掺杂,有助于提高器件的效率。长寿命和高效率: 器件在逆向扫描时实现了25.86%的效率,并表现出卓越的稳定性,即使经过1000小时的光老化,仍能保持96.6%的初始效率。这表明钙钛矿太阳能电池在性能和可靠性方面取得了显著的进步。在不断发展的光伏领域中,更有效、可持续地利用太阳能的追求是一项不懈的努力。科学家已经探索了许多途径来提高太阳能电池的效率,其中钙钛矿太阳能电池因其性能潜力和经济制造能力的结合而一直脱颖而出。今天,我们将聚焦于一支南方科技大学何祝兵团队率领杰出的研究团队所取得的重大突破,他们实现了钙钛矿太阳能电池效率的深度提高,这标志着我们共同追求更可持续和能效的未来的重要一步。这项开创性的研究提出了一种与传统方法有着根本不同的新型分子掺杂工艺,使用了一种二甲基氨基基团的掺杂剂。这种掺杂剂巧妙地用于形成和谐的p-钙钛矿/ITO接触,并精确地去除晶界缺陷,推动了钙钛矿太阳能电池功率转换效率(PCE)的大幅提升。研究团队创造出了一个惊人的世界纪录,即25.39%的认证PCE,为该行业设定了新的标准和潜力。为了达到这个非凡的成就,研究人员提出了一种被称为“分子挤压”的巧妙技术。这种创新策略迫使前体溶液中的分子在甲苯淬火晶化过程中重新分布到晶界和薄膜底部。因此,这导致了钙钛矿薄膜的p型掺杂,这是实现设备效率显著提高的关键。这种独特的工艺因此标志着一种基础性的突破,从根本上改变了可再生能源范式。然而,这项研究的胜利不仅仅局限于效率领域。该团队的冠军设备不仅在反向扫描中展示了25.86%的PCE,超越了以往的阈值,而且表现出了卓越的稳定性,在经过1000小时的光老化后仍保持了96.6%的初始效率。这项成就解决了钙钛矿太阳能电池技术中的一个主要挑战——效率和稳定性之间的平衡,并为未来旨在优化这两个重要方面的研究提供了有价值的基础。在这项开创性研究的核心是Enlitech的QE-R精密测量设备的精确利用。这种先进的设备为团队提供了准确的读数,使他们能够仔细评估他们的新方法的结果。选择Enlitech的QE-R设备,这种以精度和可靠性闻名的设备,强调了顶级资源在实现突破性成果中的重要性。此外,研究人员深入探究了p-钙钛矿/ITO界面的复杂能带对齐。通过应用紫外光电子能谱(UPS),他们阐明了促进空穴提取的带弯曲现象,这是实现高性能太阳能电池的关键过程。实验揭示了二甲基氨基基团掺杂剂以及与铅离子形成的分子复合物修改ITO基板的功函数,从而获得了有利于高效空穴提取的能带对齐。除了提高效率和稳定性外,研究团队还解决了钙钛矿太阳能电池中常见的滞后效应挑战。通过采用分子挤压技术和精确的掺杂工程,他们显著降低了滞后效应,从而使设备性能更加可靠和可重复。这一突破为实际应用和商业化钙钛矿太阳能电池提供了巨大的潜力,因为它解决了阻碍其广泛应用的主要障碍之一。此外,研究团队对电荷载流子动力学的详尽研究揭示了他们的钙钛矿太阳能电池性能异常出色的机制。通过各种分析技术,包括电荷密度差和Bader电荷分析,他们揭示了钙钛矿薄膜内电荷的重新分布,这归功于有效的分子掺杂策略。这种重新分布导致了提高空穴提取效率和提高整体设备性能的效果。总之,这项开创性的研究代表了钙钛矿太阳能电池领域的重大进展,实现了25.39%的创纪录效率和卓越的稳定性。分子掺杂工艺结合创新的分子挤压技术为实现对设备性能和稳定性的前所未有的控制铺平了道路。Enlitech的QE-R精密测量设备的利用对于准确评估制造的设备的光电性质起到了至关重要的作用。这一非凡成就将我们更接近实现钙钛矿太阳能电池的全部潜力,推动我们迈向由清洁、可再生能源驱动的未来。分离ITO表面的Pb 4f(a),I 3d (b)和P 2p (c)的XPS光谱来自ITO/DMAcPA/钙钛矿(蓝色)和ITO/钙钛矿(DMAcPA)(红色)样品两种钙钛矿薄膜埋底面XPS图 S26.Pb 4f(a)、I 3d (b)和调查(c)的XPS光谱,在底部检测到原始(红色)和DMAcPA掺杂(蓝色)钙钛矿薄膜的表面,与正文中报导了制造过程。 Pb结合能的红移在钙钛矿的埋藏底面检测到(图。S26a)也可以表示O–Pb与键削弱了主流Pb-I共价键的结合能和这里解释了Pb的红移。 S26b),它可以是归因于P-O-H–I的氢键,这已经得到了很好的讨论和通过上述H NMR信号的下场化学位移进行检查(图3A)。
  • 钙钛矿:从乌拉尔山脉里走出的一种新型光伏电池
    2013年,一种新型太阳能电池材料——钙钛矿突然成为人们关注的焦点。它具备高效率、低成本、制造工艺简单、光谱吸收范围广等优势,即使在弱光条件下也能保持光电转换率。用这种材料制成的电池被《科学》杂志评为2013年十大突破之一。所有光伏太阳能电池光电转换都依赖于半导体将光能转换为电能。自20世纪50年代以来硅一直是太阳能电池的主要半导体材料。但传统太阳能电池板制造过程中使用的大型硅晶体价格昂贵、制备步骤多,需消耗大量能源。在寻找硅的替代品过程中,科学家利用钙钛矿的可调性制造出了与硅性质类似的半导体。钙钛矿晶体可以分散到液体中,使用低成本的成熟技术旋涂,制得的薄膜光吸收层仅百纳米,比硅电池厚度小逾百倍。通过改变钙钛矿材料的化学组分,可以调节其吸收光的波长。调到不同波长的钙钛矿层甚至可以堆叠在彼此之上,也可以堆叠在传统的晶硅太阳能电池之上,形成了能够吸收更多太阳光谱的“串联”电池。如今,这种电池的转换效率从2009年的3.8%提高到25%以上,这种新兴的光伏技术引得资本争相入局,但大面积应用的效率、稳定性等难题仍有待解决。从实验室里走出的钙钛矿电池钙钛矿(Perovskite)已有180多年历史,最初它是指一种由无机物钛酸钙(CaTiO?)组成的矿物。1839年,在欧亚两洲的分界线乌拉尔山脉,柏林大学矿物学家古斯塔夫斯罗斯(Gustavus Rose)发现了这种天然矿物,他以俄罗斯贵族、矿物学家列夫佩洛夫斯基(Lev Perovski)的名字为这种物质命名。但在光伏领域,“钙钛矿”并非指一种特定材料,而是指具有ABX?结构的化合物家族,A位通常代表有机阳离子,B位为金属铅离子Pb2+,而X位为卤素阴离子。由这些化合物组成的材料家族被通称为“钙钛矿”材料。这是一种人工设计的材料,材料配方选择灵活,带隙可调。由于钙钛矿结构可以由大量不同的元素组合而成,利用这种灵活性,科学家可以设计钙钛矿晶体,使其具有各种各样光学和电学特性。时至今日,钙钛矿晶体已广泛用于超声波机、存储芯片以及太阳能电池中。最近10多年来,研究人员关注的焦点主要集中在卤化铅钙钛矿,世界各地的实验室都试图寻找在电池效率、成本和耐用性方面表现最佳的钙钛矿材料。2009年,日本科学家宫坂力(Tsutomu Miyasaka)及其同事首次选用有机-无机杂化的钙钛矿材料碘化铅甲胺(CH3NH3PbI3)和溴化铅甲胺(CH3NH3PbBr3)作为新型光敏化剂,取代染料敏化太阳能电池中的染料,制备出全球第一个具有光电转换效率的钙钛矿太阳能电池器件。虽然其转换效率仅有3.8%,有效面积0.24平方厘米,并只稳定了几分钟,但为钙钛矿太阳能电池的后续发展奠基了不可磨灭的研发基础。2011年,韩国成均馆大学朴南圭(Nam-Gyu Park)课题组通过技术改进将转化效率提高到6.5%,但仍采用液态电解质,导致材料不稳定,几分钟后效率便削减了80%。钙钛矿真正引起学界广泛关注是2012年。当时,朴南圭团队首次报告了效率接近10%的全固态有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池,这被认为是钙钛矿太阳能电池发展历程中里程碑式的工作。也是这一年,英国的亨利斯奈斯(Henry Snaith)团队首次将氯元素引入钙钛矿中,并使用无机化合物氧化铝(Al?O?)替代无机化合物二氧化钛(TiO?),证明钙钛矿不仅可作为光吸收层,还可作为电子传输层,得到电池效率10.9%。2013年,斯奈斯等人采用共蒸发方法制备钙钛矿薄膜,形成了一种全新的平面异质结电池,效率达到15.4%,引起世界瞩目。有机-无机卤化铅钙钛矿也因此成为新兴的光伏材料。“2014年以前,大家研究的是有机-无机杂化的钙钛矿,里面既有机小分子,也有无机重金属,还有卤素。研究人员测试后发现这种材料在制备工艺上与有机光电半导体相似,但它的光电特性又像无机材料。”中国科学院上海光学精密机械研究所(下称上海光机所)薄膜光学实验室主任、研究员邵宇川向澎湃科技(www.thepaper.cn)介绍道,“当时,新一代光伏太阳能电池课题组的研究方向主要包括染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池、有机太阳能电池。这三种电池结构各不相同,神奇的是,把钙钛矿 ‘塞到’这三种电池中,不需要改变器件结构,电池都可以高效工作,钙钛矿研究领域一下子就火了。”钙钛矿的火热也让研究人员开始关注其本身的机理和光电特性,邵宇川介绍,到2016年,通过生长世界上第一个大尺寸钙钛矿单晶,科学家已能清楚表征钙钛矿材料本征的光电特性,人们可以根据不同的应用需求改变钙钛矿器件结构,提升效率和稳定性。一种“三明治”结构的新型光伏电池如果说,第一代太阳能电池的光电转换材料主要是硅这种间接带隙半导体,第二代太阳能电池的光电转换材料升级成砷化镓、碲化镉、铜铟镓硒等直接带隙半导体,那么第三代太阳能电池的光电转换材料就包括兼具高效率和低成本制备优势的钙钛矿。这种新型光伏电池与传统晶硅电池相比,不但具有弱光性能好、质量轻等特性,还可拓展应用于柔性光伏和半透明光伏领域。钙钛矿对光的吸收能力强,光谱吸收范围广,即使在室内等弱光条件下,钙钛矿仍能保持较高的光电转换效率,而传统晶硅电池由于其带隙较窄,弱光下的发电效率较低。钙钛矿电池能够承受宇宙射线辐射,因此临近空间(距地面20公里-100公里的空域)的平流层飞艇也可以使用这种电池。钙钛矿太阳能电池结构就像三明治,一般由透明导电电极、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、金属电极5部分组成。其中,位于中间的电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层是钙钛矿电池最基本的三个功能层。当太阳光照在钙钛矿电池上,太阳光光子能量大于带隙时,钙钛矿层吸收光子产生“电子—空穴对”。电子传输层将分离出来的电子传输到负极上;空穴传输层将与电子分离的空穴传输到正极上,进一步在外电路形成电荷定向移动,从而产生电流,光能转换为电能。按照电子传输层和空穴传输层的位置分布,钙钛矿太阳能电池器件结构可以分为正置结构(n-i-p,电子传输层-钙钛矿层-空穴传输层)和倒置结构(p-i-n,空穴传输层-钙钛矿层-电子传输层)。从研发和产业化的主流技术路线来看,目前钙钛矿电池主要有单结钙钛矿电池和叠层钙钛矿电池。其中,单结钙钛矿电池只有钙钛矿本身的“三明治”结构,而叠层钙钛矿电池又包括晶硅/钙钛矿叠层电池、全钙钛矿叠层电池、薄膜电池(如铜铟镓硒)/钙钛矿叠层电池等。钙钛矿电池上游核心设备供应商上海德沪涂膜设备有限公司董事长王锦山告诉澎湃科技(www.thepaper.cn),单结钙钛矿电池是所有钙钛矿电池产品形态的基础,理论转换效率可达33%,实验室最高认证效率目前为25.8%,“也有团队在研究晶硅和钙钛矿的叠层,理论上转换效率在40%左右,目前实验室最高已达33.2%。钙钛矿和钙钛矿的叠层研究也有人在做,理论转换效率可以做到50%以上。”南京大学现代工程与应用科学学院教授谭海仁及其创办的仁烁光能(苏州)有限公司正在从事钙钛矿和钙钛矿的叠层研究和产业化。根据公开资料,仁烁光能全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率达29.0%。今年2月,仁烁光能建设的全钙钛矿叠层光伏组件研发线投产,组件尺寸30*40c㎡,目前10MW(兆瓦)研发中试线已全线跑通,其投建的150MW量产线计划2023年底完成600mm*1200mm组件出片。“底下是硅电池,上面是钙钛矿电池,光打下去以后,短波长的光被钙钛矿吸收了,长波长的光被硅吸收了,所以晶硅钙钛矿叠层电池的转换效率非常高。”邵宇川表示,同样的,全钙钛矿叠层电池效率高,相比于晶硅电池更具有柔性特征,但工艺难度也更大。大面积应用的效率、稳定性、寿命三座大山近年来,钙钛矿太阳能电池研发和产业化取得了显著进展,光电转换效率从2009年的3.8%提高到今天的25%以上,寿命也从2012年的5分钟延长到如今1000小时以上,这种新兴的光伏技术引得资本争相入局。但在成为具有竞争力的商业技术之前,钙钛矿太阳能电池仍然存在诸多挑战,距离硅电池超过20年的使用寿命仍有差距。中国科学院院士白春礼去年12月则表示,钙钛矿电池是电化学储能的新方向,但存在稳定性较差和大面积应用时的效率损失两个短板,成为当前研究热点之一。从事钙钛矿电池技术研发和商业化应用的深圳无限光能技术有限公司(下称“无限光能”)创始人兼CEO梁作对澎湃科技(www.thepaper.cn)表示,稳定性、效率衰减、寿命其实是一个概念,稳定性好意味着寿命长。在钙钛矿电池的生产中,镀膜、激光刻蚀、封装是三大核心工艺环节。镀膜阶段要制备均匀、无孔洞的钙钛矿层薄膜。在激光干刻阶段,通过多道激光刻蚀构建钙钛矿电池中的电路结构,把多个钙钛矿电池单元串联成组件。钙钛矿光伏材料怕水怕空气,而封装技术和钙钛矿电池寿命、稳定性紧密相关。王锦山介绍,镀膜阶段,钙钛矿层制备必须精确控制厚度和平整度,其中厚度为400纳米-800纳米,平整度偏差小于等于±5%,制备方法之一是使用真空蒸镀形成薄膜,其二也可以使用低成本的溶液法,通过狭缝涂布技术成膜、结晶,成膜和结晶的物理和化学一致性好坏决定了面板的发电效能。“变成晶体的过程不难,但在大尺寸上实现物理变化诱导的成核/结晶高度化学一致性比较难。如果解决了这个难题,就基本实现了大面积单结钙钛矿的产业化。”“从实验室的平方厘米小尺寸到产业化的大尺寸,钙钛矿成膜会出现不可避免的不同程度缺陷,导致致密性不高,导电传输效率降低,这是钙钛矿电池产业化的最大挑战。从寿命上来说,钙钛矿电池与晶硅电池有本质差别,要延长钙钛矿电池的寿命,封装技术是关键,要提高封装胶的阻隔效应,防止透水透气。”王锦山表示。而成本是一个综合性问题,与设备投入、电池寿命、光电转换效率、产能均相关。王锦山表示,尽管目前产业界已经建立了钙钛矿电池中试线,但仍处于试验和爬坡阶段,由于最终的技术路线尚未完全确定,技术也没有达到可以变成产品的程度,因此钙钛矿电池成本目前还只是从理论上计算。从设备投入成本来讲,溶液法这样的湿法方式比干法便宜30%-50%甚至更多,“相比干法成膜,湿法设备不需要使用耗能的真空泵,占地小,后期维护简单,也不需要金属/金属氧化物等昂贵靶材,从运营成本上来讲,湿法成膜更加经济。”“未来努力的方向包括提高钙钛矿电池的寿命、降低成本,注重环境友好性,防止铅泄漏。小面积钙钛矿电池效率已经做得非常好了,大面积的效率还要继续努力。”邵宇川认为,减少钙钛矿电池大面积应用时的效率损失,要从生产的均匀性、工艺的固化等方向努力。从成本上考虑,采用溶液法制备钙钛矿层价格便宜,但还存在均匀性问题,理论上可以解决,目前业内也在努力,通过组分、工艺、溶剂配比以及生产环境的调控,提高生产的稳定性。
  • “伏虎”女杰张桂梅:仪器维修准确度和完好率均达100%
    p   一个女孩子,却酷爱仪器维修,承担的是煤矿瓦斯仪器的检修,肩负的是矿井安全生产的重任 她没进过大学校门,全凭自学成才,创造的先进工作法在全省全国推广,产生了巨大的经济和社会效益 她言辞甚少,独喜欢琢磨钻研,创新了多项维修技术 她有“三晋技术能手”的称号,有以自己名字命名的技能大师工作室 24年,她和她的班组对瓦斯仪器的维修准确度和完好率均达100% 今年“三八”节,她又荣登山西省十大杰出女职工榜。她就是被工友们誉为有“降龙伏虎”本领的女技能大师——华晋焦煤有限责任公司沙曲矿瓦斯仪器维修工张桂梅。 /p p   1988年高中毕业后,酷爱仪器维修的张桂梅开始系统学习煤矿瓦斯检测仪器工作原理,特别是光干涉甲烷测定器修理技术。经过数年的钻研努力,1992年,她拿到了国家技术监督局颁发的修理资格证书,后被吕梁市煤管局特聘为光干涉甲烷测定器修理工,负责全市13个县的煤矿光干涉甲烷测定器维修,为吕梁煤矿安全生产出了大力,并培养出了十几名专业技术修理人员,多次受到表彰奖励。 /p p   1999年10月,张桂梅被聘为华晋焦煤沙曲矿仪器维修工,一人独挑沙曲矿所有瓦斯仪器修理的重担。沙曲矿属于高瓦斯矿井,要降服瓦斯这只猛虎,必须从源头做起,那就是确保瓦斯检测的准确、及时。完成这项工作,瓦斯检测仪器是根本保障,不能有丝毫差错和闪失。这就要求张桂梅每天对全矿瓦斯仪器一台台进行检修,确保每台仪器“健康上岗”。 /p p   一丝不苟地检修瓦斯仪器并不是张桂梅追求的全部,她的个性和执著,让她对瓦斯仪器技术的钻研和技术改进从未停止过。 /p p   张桂梅成功改造了单节电池光干涉甲烷测定器。改造后的仪器,能及时准确判断干燥剂是否失效,检查更换简化,不仅杜绝了不安全隐患,而且省时省力,大大提高了工作效率。此项成果在全省煤炭系统推广。 /p p   张桂梅还对气室镜片的干燥剂进行改革,由变色硅胶替代白色无水氯化钙,从根本上确保了气室镜片的清洁,提高了通光水平,保证了性能可靠 对平面镜组的维修进行创新,总结出快速寻找干涉条纹的三个要点……张桂梅说,技术创新没有止境。 /p p   2011年,张桂梅在华晋焦煤第二届技能比武中获得了安全仪器监测工光干涉甲烷测定器修理工种第一名 在第四届全国煤炭行业竞赛中,获“优秀选手”称号 2014年,她的《光干涉甲烷测定器“望、闻、问、切”操作法》被山西焦煤评为先进操作法,在全省同行业中推广 2015年,她被省政府授予“三晋技术能手”称号,并牵头成立技能大师工作室,以专题讲座、立项攻关、导师带徒来发挥高技能人才的带头作用,先后培养出十几名专业修理技术人员,还多次辅导瓦斯员和通风技术员参加各种技能比武和职工技能运动会。 br/ /p
  • 有机食品出口欧盟有新规 涉及四类添加剂
    近日,欧盟对《欧盟有机农业规定》91/2092/EC中有机食品添加剂法规部分进行了重要修订,所涉及的添加剂种类包括色素、饲料、酵母和酶,上述四类添加剂涉及我国目前食品添加剂市场上流通的部分常见品种,普遍应用于蔬菜、鸡蛋、海鲜等食品的生产。因此一旦这些产品出口欧盟不符合相关规定,就将遭遇通关困境,后果非常严重。   此次欧盟对有机食品添加剂法规进行修订的主要内容有:一是2014年起,按传统工艺使用化学合成的氧化铁和氢氧化铁给鸡蛋着色的做法将被禁止 二是明确酵母和酵母生产过程中允许使用的加工助剂共包括氯化钙、二氧化碳、柠檬酸、乳酸、氯、氧、马铃薯淀粉、碳酸钠和植物油9种 三是酶作为添加剂使用时,必须是来自列入EU889-2008附表VIII中的A部分的物质。   欧盟是浙江省出口食品的重要市场,而色素、酵母、酶等添加剂在我国普遍应用于蔬菜、鸡蛋、海鲜等食品的生产。新规对浙江省出口欧盟的食品类产品市场份额产生极大影响。质监部门提醒相关企业应及时了解法规新修订的内容,规范有机食品添加剂的应用,同时应积极关注其他各国的最新动态,合理调整出口市场结构,最大程度减少此次法规修订带来的负面影响。
  • 青海省标准化协会发布 《工业盐中钙、镁、铁、钾、铝、钡、锶、锰、铅和镍含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》等3项团体标准
    由海西州盐化工产品质量检验检测中心、青海省盐湖工业股份有限公司、青海省柴达木综合地质矿产勘查院、海西州质量技术检验检测中心、青海理工大学(筹)、茫崖市食品药品和质量技术检验检测中心等单位起草的《工业盐中钙、镁、铁、钾、铝、钡、锶、锰、铅和镍含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》《工业氯化钙中钠、镁、钾含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》《硫酸钾镁肥中钙、镁、钠含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》3项团体标准,经征求意见、多次修改,已通过专家评审。根据《青海省标准化协会团体标准管理办法》相关规定,予以批准发布。标准发布日期为2023年12月26日,实施日期为2023年12月26日。团体标准号为: T/QAS 103-2023《工业盐中钙、镁、铁、钾、铝、钡、锶、锰、铅和镍含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》;T/QAS 104-2023《工业氯化钙中钠、镁、钾含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》;T/QAS 105-2023《硫酸钾镁肥中钙、镁、钠含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》 青海省标准化协会2023年12月27日工业氯化钙中钠镁钾含量的测定.pdf硫酸钾镁肥中钙镁含量的测定.p工业盐中钙、镁、铁、钾、铝、钡、锶、锰、铅、和镍含量的测定.pdf团体标准的公告1.jpg团体标准的公告.jpg
  • 宁波材料所在提高钙钛矿/晶硅叠层太阳能电池效率方面取得新进展
    近年来,钙钛矿/硅叠层太阳能电池技术飞速发展,其效率已从13.7%发展到如今的33.2%,这得益于其更宽的太阳光谱吸收范围和更高的开路电压输出值。因此,钙钛矿/硅叠层太阳能电池被认为是最有希望从根本上提高光电转换效率并大幅降低太阳能发电成本的新型光伏技术。   然而,钙钛矿/硅叠层电池的不稳定性,特别是钙钛矿顶电池的不稳定性,仍然是限制其实际应用的主要障碍之一,通常与钙钛矿薄膜内部的残余应力密切相关。钙钛矿薄膜内部残余应力的存在会显著降低钙钛矿相变、缺陷形成和离子迁移的能垒,并最终加速钙钛矿的降解。因此,如何有效释放钙钛矿薄膜内部的残余应力并获得高效稳定的叠层器件成为关键。   近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所硅基太阳能及宽禁带半导体团队在叶继春研究员的带领下,在前期晶体硅和钙钛矿太阳电池研究的基础上(Adv. Sci. 2021, 8, 2003245 J. Mater. Chem. A 2021, 9, 12009 Energy Environ. Sci. 2021, 14, 6406 Adv. Funct. Mater. 2021, 32, 2110698 Nano Energy 2022, 100, 107529 Joule 2022, 6 , 2644 ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 52223 Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2203006 J. Mater. Chem. A, 2023,11, 6556 Nat. Commun. 2023, 14, 2166),在高效钙钛矿/硅叠层电池领域取得了新的进展。   该团队提出一种基于表面重构的钙钛矿/硅叠层太阳能电池,认证效率达到29.3%(稳态效率29.0%),是目前报道的基于遂穿氧钝化接触(TOPCon)电池的最高效率之一。   在该工作中,研究人员将正丁基碘化胺(BAI)溶于二甲基甲酰胺(DMF)和异丙醇(IPA)的混合溶剂中,并用于表面后处理。这种方法不仅可以实现BA离子在钙钛矿表面全面的A位替换,还能促进BA离子向钙钛矿薄膜内部的深扩散。在不影响薄膜质量的前提下,实现了钙钛矿薄膜表面和内部残余应力的同时释放。经过应力释放的薄膜表现出更少的缺陷态、更弱的离子迁移和更好的能级排列等优点,制得的单结电池和叠层电池分别获得21.8%和29.3%的效率,并展现出良好的热、湿、光照和运行稳定性。该工作促进了高效稳定的钙钛矿基太阳电池应变工程发展,并为未来的应用和部署提供了参考。   相关成果以“Surface Reconstruction for Efficient and Stable Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells with Greatly Suppressed Residual Strain”为题发表于Advanced Materials(DOI:10.1002/adma.202211962)上。2020级直博生李鑫为第一作者,应智琴博士后、杨熹副研究员和叶继春研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(Grant No. 62204245)和浙江省重点研发计划(Grant No. 2022C01215)等项目的支持。基于钙钛矿表面重构的两端口钙钛矿/硅叠层太阳电池
  • 宁波材料所在提升钙钛矿/硅叠层太阳能电池稳定性方面取得重要进展
    尽管目前钙钛矿/硅叠层太阳电池效率可达到33.2%,但钙钛矿活性层的长期稳定性是阻碍钙钛矿/硅叠层太阳电池商业化的最紧迫问题之一。目前提高钙钛矿器件稳定性通常基于封装工艺、晶体调控工程、缺陷钝化方法和能带调节方式。   然而,类似于许多金属、玻璃和聚合物材料中的“应力腐蚀”,由器件制造和运行中不可避免的拉伸应力引起的时间依赖的亚临界钙钛矿降解仍然会发生。微观层面,该应力可以削弱铅卤化物轨道耦合,从而改变与结构相关的材料特性(如带隙和载流子动力学),降低相变、缺陷形成和离子迁移的势垒;宏观层面,该应力会促使裂纹和分层情况的产生,从而加速钙钛矿的降解,导致器件的效率降低甚至失效。   近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所硅基太阳能及宽禁带半导体团队在叶继春研究员的带领下在前期晶体硅和钙钛矿太阳电池研究的基础上,在高效稳定钙钛矿/硅叠层电池领域又取得了新的进展。该团队采用一种长碳链阴离子表面活性剂添加剂,研究发现该添加剂能通过表面自分离和胶束化以改善钙钛矿晶体生长动力学,并在钙钛矿晶界构建类胶状的支架以消除残余应力;因此,钙钛矿活性层中缺陷减少、离子迁移受抑制以及能级结构改善。最终实现了未封装的钙钛矿单结和钙钛矿/硅叠层太阳电池在最大功率点跟踪下连续光照下3000小时和450小时的运行稳定性测试中,分别保持了85.7%和93.6%的初始性能,代表了迄今为止在类似条件下报道的稳定性最佳的器件之一。   相关成果以“Long-chain anionic surfactants enabling stable perovskite/silicon tandems with greatly suppressed stress corrosion”为题发表于Nature Communications(https://doi.org/10.1038/s41467-023-37877-z),博士生汪新龙为第一作者,应智琴博士后、杨熹副研究员和叶继春研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2018YFB1500103)、澳门特别行政区科学技术发展基金(FDCT-0044/2020/A1、0082/2021/A2)和澳门大学研究基金(MYRG2020-00151-IAPME)等项目的支持。长链阴离子表面活性剂抑制应力腐蚀作用机理(上);钙钛矿单结(中)以及钙钛矿/硅叠层(下)太阳电池最大功率点工作稳定性测试
  • 科研用户特价 | 钙钛矿/有机太阳能电池组件仿真软件
    ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍Laoss是一款用于设计、构建、仿真、优化钙钛矿/有机太阳能电池组件和OLED面板,对其热学、光学和电学性能进行仿真的软件。对于提高面板和组件效率、优化其性能、缩短研发周期、节省材料成本等有着具大的帮助。目前,针对中国科研单位用户,Fluxim 团队决定给予最大幅度的优惠,详情请与我公司联系。主要特点• 简单易用,快速有限元分析模拟仿真• 直观图像化用户界面以及Workflow• 普通计算机即可快速运行仿真计算• 具备可视化大范围输出数据及结果的功能分析方法• 基于电&热仿真的有限元分析法• 焦耳(电阻)加热的电热耦合• 强大的3D-Ray追踪光学模拟仿真计算,模拟&优化• 分析大面积组件/面板电极电损耗 for PV and OLED• 评估电极中的电流 for PV and OLED• 计算大型器件的 I-V 曲线 for PV and OLED• 优化太阳能电池组件效率 for PV• 计算组件/面板上的温度分布 for PV and OLED• 量化像素串扰效应 for OLED• 优化电极的几何形状 for LED and PV• 模拟缺陷和电分流对组件/面板的影响 for PV and OLED‍‍三大主功能‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍1.电学模块• 仿真大面积OLED面板和太阳能电池组件的特性(填充因子vs电导率,2D电位分布,电流密度,欧姆损耗,总输出功率等)• 优化OLED面板和光伏组件中的电极设计以减少电功率损失• 研究非理想效应(例如电分流)• 自动化优化电极的几何形状‍‍‍‍‍‍‍‍• 了解RGB OLED像素数组中的电串扰‍‍‍‍‍‍‍‍优化电极设计:电势图电极优化:电势图非理想效应(电分流)研究自动优化电极几何形状:输出功率vs钙钛矿太阳能电池的电极宽度OLED 像素数组中的电势图:层与层之间的漏电流造成OLEDs未正常工作‍‍2.热学模块• 模拟OLED面板或太阳能电池组件中的热学和电流(电热耦合)之间的双向相互作用• 在标准作业程序下计算OLED面板和太阳能电池组件中的温度分布• 分析由于电热耦合导致的OLED面板和太阳能电池组件中的非理想I-V特性曲线• 电热耦合可模拟热产生和电学性能两者之间相互作用‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍(1)具有六角形栅极的组件中的电位分布(2)对应(1)的温度分布(1)双向电热耦合相互作用引起的温度分布(2)模拟I-V特性曲线3.光学模块• 仿真研究具有复杂3D光学组件或表面纹理化的OLED面板和太阳能电池的组件• 通过构建独立的3D光学组件来仿真其对OLED面板和太阳能电池组件的贡献• 仿真OLED面板中的光学串扰• 可与SETFOS结合方便地分析光耦合几何特性‍‍仿真菲涅耳透镜或其他3D光学组件与太阳能电池或OLED耦合以提高效率光学串扰仿真曲面显示仿真更新后的4.1版本增加了以下功能1.交流模拟2.Laoss-Setfos整合集成一体化全面仿真3.金属栅线预定义:栅线数量、角度和base offset等4.预先定义像素形貌:XY方向像素数量5.几何设计导入和预定义几何设计6.可跳过在Laoss光学模块中切割三角形步骤7.固定偏振角 Phi 对于非偏振BSDFs8.关闭Laoss前检查改变参数,运行一个仿真或者加载一个不同的仿真9.Laoss光学:设定每个主要方向的独立边界形式10.Laoss光学模块:光谱图11.在XY结果图表中显示界面几何结构12.项目和模拟结果保存‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍
  • 桂林理工大学采购一批仪器设备
    据中国政府采购网消息,根据《中华人民共和国政府采购法》、《政府采购货物和服务招标投标管理办法》等规定,经财政部门批准的政府采购计划(编号:201309050022)批准,现就桂林理工大学的教学仪器设备采购项目进行公开招标,欢迎符合条件的供应商前来投标:   一、项目名称:教学仪器设备采购   二、项目编号:GXZC2013-G1-20810-KL   三、采购组织类型:部门集中采购   四、采购方式:公开招标   五、采购内容及数量: 分标 采购内容及数量 备注 A 行星球磨机1台,标准压片机2台,压片模具6台,罐磨机2台,全自动比表面积仪定仪2台,水泥游离氧化钙测定仪2台,水泥安定性沸煮箱1台,水泥胶砂振实台2台,水泥净浆搅拌机3台,水泥砂浆搅拌机3台,落地式油压机1台,抛光机1台,切割机1台,分析天平2台,分析天平测试密度配件2台。 B 电化学工作站2台,氙灯光源1套,电池高精度测试仪2台,电池高精度测试仪2台,电池高精度测试仪2台,极片自动涂覆机1台,电极压片机1台。 C 小型粉细机2台,电子天平4台,开炼机1台,乌氏粘度计及配套附件30台,表面温度计4台,制冰机1台,千分表10台,高阻计、测试箱10台,集热式恒温加热油浴锅20台,直流无级调速搅拌器20台,电子天平4台,电热恒温鼓风干燥箱2台,真空干燥箱1台,循环水真空泵3台,实验用纯水机1台,高温箱式马弗炉1台,接触角测定仪1台,pH笔式酸度计6台,简支梁冲击试验机1台,悬臂梁冲击试验机1台,三板模1台,两板模(含抽芯滑块)2台,橡胶加工模具3台,塑料加工模具3台,恒温槽及其配件设备10台,超声波清洗器2台,电子万能试验机1台。 D 偏光显微镜(配CCD、电脑)1台,四探针台系统1台。 E 电感耦合等离子体发射光谱仪1台,纯水\超纯水一体机1台。 F 焊接机器人1套,电解抛光仪、腐蚀仪1台,石英晶体微天平1台,冲击试样缺口电动(液压)拉床1台,小型铣床1台。 G 实验型石墨化炉1台,液压锻压机1台。   六、合格投标人的资格要求:   1、国内注册(指按国家有关规定要求注册的)生产或经营本次招标采购货物,具备法人资格的供应商。   2、符合《中华人民共和国政府采购法》第二十二条的规定。   七、招标文件的发售:   1.发售时间:2013年9月18日至2013年10月8日(工作日),上午8:00~12:00 下午15:00~17:30。   2.发售地点:广西桂林市中山北路25号三楼。   3.售价:招标文件售价每套200元,售后不退。   八、投标保证金:   投标保证金金额:A分标为人民币 2400元整 B分标为人民币 1600元整 C分标为人民币 4100元整 D分标为人民币 2600元整 E分标为人民币 8100 元整 F分标为人民币 4000元整 G分标为人民币 3900 元整。   投标人应于2013年10月8日16时前将投标保证金以电汇、转账、现金等形式交至广西科联招标中心桂林分部账号:   开户名称:广西科联招标中心桂林分部   开户银行:桂林银行芙蓉支行   银行账号:660010007045600010   九、投标截止时间和地点:   投标人应于2013年10月9日9时前将投标文件密封送交到广西科联招标中心桂林分部开标厅(桂林市中山北路25号5楼),逾期送达或未密封将予以拒收(或作无效投标文件处理)。   十、开标时间及地点:   本次招标将于2013年10月9日9时整在广西科联招标中心桂林分部开标厅(桂林市中山北路25号5楼)开标,投标人可以派授权代表出席开标会议(授权代表应当是投标人的职工,并携带身份证和法定代表人授权委托书出席)。   十一、网上查询地址:www.ccgp.gov.cn(中国政府采购网)、www.gxcz.gov.cn(广西财政网)和www.gxkl.com (广西科联招标中心网)。   十二、业务咨询:   广西科联招标中心购买标书联系人:胡小姐 联系电话:0773-2882646   技术联系人:欧阳清松 联系电话:0773-2832646 传真:0773-2885706   政府采购监督管理部门:广西壮族自治区政府采购监督管理处 联系电话:0771-5331539   广西科联招标中心   2013年9月18日
  • 仪器表征,科学家研发高性能钙钛矿太阳能电池!
    【科学背景】全钙钛矿叠层太阳能电池是下一代光伏技术中的重要发展方向,因其光电转换效率(PCE)的迅速提升和有望超过单结太阳能电池的详细平衡极限而成为了研究热点。然而,当前全钙钛矿叠层电池中,特别是在混合锡-铅(Sn-Pb)低带隙层内,非辐射复合及其随时间逐步恶化的问题严重限制了其性能和稳定性。表面Sn的过量导致了成分梯度,这一梯度加剧了氧化,并显著提高了复合速率,进一步降低了器件的效率和稳定性。有鉴于此,加拿大多伦多大学/美国西北大学化学系Edward H. Sargent院士/陈斌助理教授、美国托莱多大学鄢炎发教授团队合作通过添加剂工程和后处理技术,特别是引入二胺螯合剂,提出了一种有效的表面钝化策略。该方法优先螯合锡原子,去除了薄膜表面的多余锡,平衡了Sn:Pb的化学计量比,形成了抗氧化的低维势垒层,从而减少了界面复合。通过进一步使用1,2-二氨基丙烷来改善钝化层的均匀性,最终实现了更均匀的表面钝化,使得全钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率达到了28.8%,并在模拟一太阳照明条件下保持了1000小时操作后90%的初始效率。【科学亮点】(1)本实验首次发现混合Sn–Pb钙钛矿薄膜在表面存在成分梯度,表面锡含量过多,导致氧化加剧并增加复合速率。实验中,研究人员利用二胺优先螯合锡原子,将其从薄膜表面去除,从而实现了更为平衡的Sn:Pb化学计量比。(2)通过这一处理过程,形成了电阻性低维势垒层,有效钝化了缺陷并减少了界面复合。此外,研究人员通过使用1,2-二氨基丙烷进一步改善了势垒层的均匀性,最终实现了更均匀的分布和钝化效果。(3)实验结果表明,这一策略使得钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率达到了28.8%。封装后的叠层电池在模拟的一太阳照明下最大功率点工作1000小时后,仍保留了初始效率的90%,且无需冷却,表现出卓越的稳定性。【科学图文】图1: 混合Sn-Pb薄膜的氧化抑制。图2:混合Sn-Pb薄膜的表面钝化。图3:混合Sn-Pb PSCs的性能和稳定性。图4:串联装置性能及稳定性。【科学启迪】本文通过深入研究混合锡铅(Sn–Pb)钙钛矿薄膜的成分梯度及其对氧化和复合速率的影响,揭示了材料表面锡过量所导致的性能与稳定性问题。研究发现,通过使用二胺分子优先螯合锡原子,能够有效调节薄膜表面的Sn:Pb比例,使其抗氧化性增强,进而钝化缺陷,减少界面复合。进一步利用1,2-二氨基丙烷来改善势垒层的均匀性,不仅提升了钝化效果,还显著提高了钙钛矿叠层太阳能电池的光电转换效率(PCE)和长期稳定性。这一发现为优化钙钛矿叠层太阳能电池的性能提供了新的策略,特别是在提高低带隙层的稳定性方面,具有重要的应用潜力。通过调控表面化学组成和钝化缺陷,本研究为实现更高效、更耐用的钙钛矿叠层太阳能电池提供了科学依据和技术路径。参考文献:Li, C., Chen, L., Jiang, F. et al. Diamine chelates for increased stability in mixed Sn–Pb and all-perovskite tandem solar cells. Nat Energy (2024). https://doi.org/10.1038/s41560-024-01613-8
  • 港城大AEnM:钙钛矿太阳能电池效率和稳定性大幅提升?离不开超高分辨散射式近场光学显微镜的助力!
    在绿色能源的发展得到各国越来越多的重视与青睐的今天,光伏科技和太阳能电池的产业成长与技术研发成为了工业界和学术界共同的焦点。而这其中被广泛关注的当属使用具有钙钛矿结构的材料所合成的太阳能电池。钙钛矿结构是具有通式ABX3结构的一类化合物,除了CaTiO3外,还有BiFeO3、CsPbI3也具有这一结构。基于钙钛矿结构材料所合成的电池则一般被统称为有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池(PVSCs)。在光伏领域的研究中,钙钛矿太阳能电池因其能量转化率在近几年的飞速提高而备受关注。其中的佼佼者更是可以达到25%的能量转化率。 然而,在我们期待上述的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池从实验室走向工业应用的时候,一个无法回避的问题出现在了研究者的面前:这种电池的环境敏感性非常之高。在电池的使用过程中,其性能稳定性和使用寿命很容易被环境湿度,环境热度,环境光照所影响,且这种影响多为负面影响。也就是说,要想让PVSCs能够被大规模应用,其环境耐性必须得到改进。 针对上述问题,香港城市大学Fengzhu Li于今年(2022年)4月在Advance Energy Materials中发表了等离激元局域光热现象调控钙钛矿太阳能电池应力以提升效率和稳定性的研究工作。该课题组发现二氧化硅包覆的金纳米管(GNR@SiO2)可有效提高钙钛矿太阳能电池的性能,尤其通过减小材料生成过程中所产生的残留应变,在维持电池高效转化率(23%)的前提下,大幅提高了电池的工作稳定性。这种GNR@SiO2有着8.2 nm的平均直径和40 nm的平均长度。其中的二氧化硅外壳结构的厚度在15 nm左右。图1. 作者所生成的GNR@SiO2的 (a) TEM与EDS扫描图样 (b)直径和长度的分布统计 在通过标准流程测得生成的太阳能电池的能量转化效率可以达到23%之后,接下来研究者的关注点则聚焦到了GNR@SiO2对电池稳定性——也就是钙钛矿材料层的稳定性的提高之上。在此研究中,Neaspec研发的近场光学显微镜起到了至关重要的作用。科研者利用此设备获取了相关材料基于中红外激光吸收的形貌图(光学成像)和与之对应的纳米傅里叶红外光谱结果。实验使用了一台相干宽波长中红外激光器,通过Neaspec近场光学显微镜将激光聚焦于镀铂金AFM针,从而表征了四组参照薄膜材料:(a)新生成的钙钛矿结构材料(PVK)(b)新生村的掺杂了GNR@SiO2的PVK(c)经过疲劳测试的PVK(d)经过疲劳测试的GNR@SiO2的PVK。图2 实验原理示意图和Neaspec近场光学显微镜AFM照摄像头在测试四组材料时的光学镜头成像。 在PVK所对应的中红外成像和纳米傅里叶红外光谱中,信号的产生主要源自材料里的脒结构中的非对称碳氮键的拉伸模式的变化。所有之后的分析都是基于上述四种材料所产生的这种信号(对应材料中脒的浓度也就是材料的降解程度)。下图a-d对应四种材料的1700 cm–1 中红外激光成像结果。而为了研究疲劳测试对材料稳定性的影响,研究者在每个结果中都选取了5个数据点,直接进行纳米傅里叶红外光谱的测试 (下图 e-h)。研究者通过对比发现,在没有掺杂GNR@SiO2的PVK中,疲劳测试使得材料的脒含量降到了原来的45%。而通过掺杂GNR@SiO2,PVK中的则能维持在原来的75%。可见,掺杂GNR@SiO2有效地减慢了PVK薄膜材料的降解和损耗速度。而使得这一结果得以获得的,正是Neaspec的近场光学显微镜可以同时对样品进行中红外成像和纳米傅里叶红外吸收谱分析的这一特性。图3 四组参照薄膜材料的中红外成像结果以及对应图上5个数据点的纳米傅里叶红外光谱结果参考文献:[1]. Fengzhu Li, Tsz Wing Lo, Xiang Deng, Siqi Li, Yulong Fan, Francis R. Lin, Yuanhang Cheng, Zonglong Zhu, Dangyuan Lei*, Alex K.-Y. Jen*, Plasmonic Local Heating Induced Strain Modulation for Enhanced Efficiency and Stability of Perovskite Solar Cells, Advanced Energy Materials,DOI: 10.1002/aenm.202200186
  • 布劳恩手套箱助力法国太阳能研究中心刷新记录,28.4%高效率双端子钙钛矿- 硅电池崭露头角
    法国国家太阳能研究所(INES)在先进光伏太阳能技术的研发、专业技术和培训、电力系统集成以及智能能源管理方面处于世界领先地位。2023年12月,法国国家太阳能研究中心(INES)的CEA 、意大利能源公司ENEL Green Power及其西西里子公司3SUN创造了p-i-n架构(反式)双端子钙钛矿-硅叠层电池的新纪录,该电池在9平方厘米面积上的转换效率为28.4%,并具有阴影校正功能,电池经过欧盟委员会JRC-ESTI认证,其Voc超过1900 mV。2023 年,CEA 和 3SUN 此前在3月和6月分别宣布了在9平方厘米面积实现 26.5% 和 27.1% 的转换效率,同样是p-i-n 架构叠层电池,并带有阴影校正。值得一提的是,国际上大多数发布的效率记录都是针对1平方厘米面积的。而该团队的研究人员专注于在更大的器件面积上追求最佳效率和长期稳定性,以尽早证明工业化的可行性。以下视频介绍了CEA-PSK—SJ 和 PSK/SI 串联稳定性评估平台,为钙钛矿超结和钙钛矿/硅串联太阳能电池的制造、表征、封装、升级和测试提供最先进的设备,布劳恩手套箱在该视频中精彩亮相。
  • 恭喜KAUST再度突破,获得NERL认证,突破钙钛矿/硅晶叠层电池世界纪录:33.7!
    KAUST团队上个月刚创下了33.2%的世界纪录,不到一个月的时间又再次刷新钙钛矿/硅晶叠层太阳能电池(perpvskites/silicon tandems)的效率,达到了NERL认证33.7%的效率!该成果使用光焱科技的QE-R _ PV/太阳能电池量子效率光学仪进行开发。恭喜不断超越自我的伙伴。我们很荣幸能再度与客户一同见证这非凡的时刻。KAUST团队是来自King Abdullah University of Science and Technology(阿卜杜拉国王科技大学)的顶尖研究团队。他们在太阳能领域展现出卓越的研究实力和创新能力。KAUST团队以其卓越的科研成果和突破性的技术发展,不断推动着太阳能电池的效率和性能提升。他们的研究成果多次刷新了钙钛矿/矽晶叠层太阳能电池的世界纪录,并获得了NERL的认证。KAUST团队注重国际合作与交流,与各界专家和科学家密切合作,共同探索太阳能领域的前沿技术和应用。他们的成就为可再生能源和可持续发展做出了重要贡献,树立了他们作为世界领先研究机构的声誉。Enlitech 顶尖团队的选择 加速您的研究进展!
  • 新材料创新,中国科学家刷新串联钙钛矿太阳能电池器件的性能新纪录!
    【科学背景】随着对可再生能源的需求不断增长,太阳能电池成为了一种重要的能源转换技术。金属卤化物钙钛矿材料因其高效率和低成本而备受关注,单结钙钛矿太阳能电池已经取得了显著的进展,但在放大到大面积时存在均匀结晶的挑战。串联太阳能电池被认为是提高效率并拓展光谱利用范围的重要途径。全钙钛矿串联太阳能电池的制备面临着挑战,其中主要问题之一是宽带隙和低带隙钙钛矿层的非均质结晶。在制备过程中,由于涂覆时间窗口的短暂性,钙钛矿薄膜往往无法均匀形成,导致效率受到影响。为了解决这一问题,南京大学谭海仁教授团队通过引入了氨基乙酰胺盐酸盐(AAH)到混合锡(Sn)-铅(Pb)金属卤化物钙钛矿前驱体中,并采用二甲基甲酰胺和二甲基亚砜作为溶剂。这种两性离子盐的加入触发了前驱体中各成分之间的相互作用,有助于形成均匀的钙钛矿薄膜。特别是,AAH盐和二甲基甲酰胺的配位能有效减缓溶剂释放过程,延长了钙钛矿薄膜形成的时间窗口。该研究通过延长钙钛矿薄膜形成的时间窗口,成功解决了全钙钛矿串联太阳能电池制备过程中的非均匀结晶问题。通过引入AAH盐和优化溶剂体系,科学家们成功制备出大面积且均匀的钙钛矿薄膜,从而提高了太阳能电池的效率。这一研究为全钙钛矿串联太阳能电池的可扩展制造提供了一种新的策略和途径。【科学解读】为了研究二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)比例对涂覆的Pb-Sn钙钛矿薄膜的影响,研究者在图1中首先展示了不同DMF:DMSO比例下的Pb-Sn钙钛矿薄膜形貌。结果表明,当DMF:DMSO = 9:1(v/v)时,Pb-Sn钙钛矿薄膜呈现最佳形貌,而不适当的溶剂比会导致薄膜中出现空隙。接下来,研究者进一步研究了涂覆处理窗口(Δt)与钙钛矿薄膜质量的关系。他们将Δt分为涂覆钙钛矿油墨所需的总时间(Δt1)和将湿膜转移到加热阶段所需的时间(Δt2),并发现DMF:DMSO = 9:1(v/v)的对照油具有较短的处理窗口,导致后续刮刀涂覆的Pb-Sn钙钛矿薄膜上出现针孔。然而,当作者将氨基乙酰胺盐酸盐(AAH)掺入前驱体油墨中时,发现Δt被延长至100秒,并且产生了无针孔的Pb-Sn钙钛矿薄膜,其晶粒呈大而垂直的取向。进一步研究表明,处理窗口Δt影响了Pb-Sn钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能。对照PSCs表现出对Δt的高敏感性,而AAH Pb-Sn PSCs在Δt延长时保持相似的性能。这些结果表明,适当的DMF:DMSO比例和处理窗口时间对于形成均匀且无缺陷的Pb-Sn钙钛矿薄膜至关重要。通过调节溶剂比例和处理窗口时间,并引入AAH掺杂,可以改善钙钛矿薄膜的质量,从而提高PSCs的性能和稳定性。图1. 涂覆Pb-Sn钙钛矿薄膜的均匀性。研究者旨在了解为什么AAH可以改善Pb-Sn钙钛矿薄膜的均匀性。他们发现,AAH与几乎所有钙钛矿前体成分都存在着分子间相互作用,包括PbI2、SnI2、甲胺碘化物(FAI)和溶剂。X射线光电子能谱(XPS)证实了结晶膜中存在AAH。吸收光谱表明,在AAH存在时,Pb-Sn钙钛矿的能隙基本保持不变。X射线衍射图样显示了相似的结晶度和晶体学取向,表明仅存在单一的钙钛矿相。Pb 4f7/2和Sn 3d5/2的结合能降低表明形成了Lewis酸碱AAH-Pb/Sn加合物,从而增加了无机盐的溶解度。二维1H-1H自旋扩散核磁共振(NMR)光谱揭示了AAH与钙钛矿的有机阳离子FAI之间的相互作用。傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析表明,AAH与DMF之间存在分子间氢键作用。密度泛函理论(DFT)计算表明,DMF的-C=O与AAH的-NH3+之间形成氢键。气相色谱(GC)分析显示,AAH有助于维持气体辅助湿法钙钛矿中的DMF,并延长了处理时间窗口。因此,研究者得出结论,AAH+有利于与Pb-Sn钙钛矿前体中的组分发生分子间相互作用,并延缓了结晶过程。图2. 延长处理窗口的机理。为了理解氨基乙酰胺盐酸盐(AAH)对刮刀涂覆的Pb-Sn钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能的影响,研究者首先研究了AAH在Pb-Sn钙钛矿薄膜中的定位和积累情况。时间飞行二次离子质谱(TOF-SIMS)显示了AAH+离子在钙钛矿薄膜中自顶部到底部逐渐增加的趋势,表明了AAH在Pb-Sn钙钛矿-PEDOT:PSS埋藏界面的积累,从而提高了界面的粘附性。接着,研究者研究了AAH对钙钛矿光物理性能的影响。超快激光吸收光谱显示了AAH Pb-Sn钙钛矿薄膜两侧动态的相似性。稳态荧光发射显示AAH Pb-Sn薄膜的强度相同且高于对照膜,而荧光衰减寿命远远长于对照膜。这表明AAH通过钝化底部表面减少了电荷载流子的俘获。接着,研究者评估了AAH对Pb-Sn PSCs光伏性能的影响。与对照器件相比,AAH基础器件的所有光伏性能都有所改善,其中包括更高的开路电压(Voc)和短路电流密度(Jsc),以及更高的填充因子(FF)。这一研究揭示了AAH在提高Pb-Sn钙钛矿太阳能电池性能方面的潜力,为钙钛矿光伏器件的进一步优化提供了重要参考(见图3)。图3. 涂覆Pb-Sn钙钛矿薄膜和太阳能电池的光电性能。研究者进行了图4的实验,旨在评估全钙钛矿串联太阳能电池的性能和稳定性。首先,他们利用具有AAH的Pb-Sn窄带隙(NBG)钙钛矿制备了单体全钙钛矿串联太阳能电池,并通过可扩展的加工技术进行了制备。结果显示,全钙钛矿串联太阳能电池展现出了显著的高效性能,冠军效率达到了26.8%,Voc为2.15 V,Jsc为15.5 mA cm&minus 2,FF为80.5%。随后,研究者在6x6 cm基板上制备了全钙钛矿串联太阳能电池模块,并优化了模块制造工艺。最佳PCE的八亚电池模块达到了96.1%的高GFF和220 μm的窄死宽度。通过引入AAH,他们还观察到了NBG钙钛矿油墨中Sn4+还原为Sn2+的现象,从而实现了在常温下进行模块制造的激光刻蚀。40个制造的全钙钛矿串联太阳能电池模块的平均PCE为23.3 ± 0.7%,冠军模块的PCE为24.9%,并在认证的独立实验室中获得了24.5%的认证PCE。这项研究的结果表明,AAH在提高全钙钛矿串联太阳能电池性能和稳定性方面发挥了关键作用,为实现高效、稳定的全钙钛矿光伏器件提供了重要的实验和理论基础。图4. 全钙钛矿串联太阳能电池的光伏性能及组件。【科学结论】作者展示了20.25 cm2的全钙钛矿串联太阳能电池模块,达到了24.5%的认证效率。为了实现这一性能,作者使用了Good清单中的短链缓冲层来均匀化钙钛矿的结晶并钝化了埋藏界面。全钙钛矿串联太阳能电池可以实际达到30%的效率。低Jsc仍然是主要瓶颈,这是由于光反射、寄生吸收、Pb-Sn亚电池中的光吸收效率低和模块中的大死区引起的光学损耗。这些挑战可以通过光管理、增加具有长载流子扩散长度的Pb-Sn吸收层厚度以及减少模块中的死区来解决。由于钙钛矿-C60界面引起的Voc损失可以通过利用可扩展的后处理钝化方法来抑制,例如由刮涂沉积的化学钝化或者就像作者以前的工作中一样与3D/3D异质结合并,但其均匀沉积仍待开发。在稳定性方面,用惰性的背金属电极替代,例如导电的透明氧化物,并且将隧道复合结构替换为热稳定的结构,将进一步增强全钙钛矿串联模块的耐久性。原文详情:Han Gao et al. ,Homogeneous crystallization and buried interface passivation for perovskite tandem solar modules.Science383,855-859(2024).DOI:10.1126/science.adj6088
  • 钙钛矿太阳能电池研究的前8种需要仪器:在科学期刊上发表文章的全面指南(上)
    对于希望在重要科学期刊上发表的钙钛矿太阳能电池研究者来说,某些仪器对于生成高质量、可发表的数据至关重要。以下是列出这些关键仪器的表格:1. 钙钛矿太阳能电池研究的太阳光模拟器1.1 什么是太阳光模拟器?定义:太阳能模拟器是一种人工光源,模拟自然阳光的光谱功率分布、强度和其他特性。它主要用于需要受控且一致的阳光条件的研究和测试环境。类型:有各种类型的太阳能模拟器,如稳态和脉冲型,主要差异在于它们提供光的方式(持续或短暂爆发)。1.2 钙钛矿太阳能电池研究中的重要性测试和特性分析:太阳光模拟器在评估钙钛矿太阳能电池性能中至关重要。他们提供了一个受控环境来测量效率、稳定性和对不同光强的反应等参数。测试的标准化:使用太阳光模拟器确保了太阳能电池在标准化条件下进行测试,使不同研究和实验室之间的结果比较更容易。1.3 钙钛矿电池太阳光模拟器的关键特性光谱匹配:模拟器的光应尽可能接近太阳光谱,因为电池的性能可能会随着不同波长的变化而变化。辐照度水平:精确控制光强是必要的,因为它会影响电池的功率转换效率和其他指标。均匀性:光的均匀分布对于确保一致和可靠的测试结果至关重要。1.4 挑战复制真实的阳光:可复制阳光的所有方面,包括其可变性,是一项挑战。长期稳定性测试:模拟阳光长期暴露的效果需要模拟器的长时间和一致的运行。1.5 在钙钛矿太阳能电池开发中的应用材料优化:研究人员使用太阳能模拟器测试不同钙钛矿组成对阳光的反应。设备工程:这对于测试钙钛矿太阳能电池的整体设计和架构至关重要。寿命和退化研究:理解这些电池在模拟阳光条件下随时间的退化情况。1.6 未来方向增强的模拟技术:正在进行的进步集中在更好的光谱匹配和包括温度和湿度等环境因素。高通量筛选:在自动化测试设置中使用,以快速评估多种钙钛矿配方。总的来说,太阳能模拟器在钙钛矿太阳能电池研究领域是重要的工具,使科学家能够在模拟真实世界阳光暴露的受控条件下,精确评估和优化这些有前途的材料。2. 钙钛矿太阳能电池研究的I-V曲线跟踪仪在钙钛矿太阳能电池研究中应用I-V曲线跟踪仪是评估和理解这些光伏设备性能特性的基本方面。以下是概述:2.1. 何为I-V曲线跟踪仪?定义:I-V (电流-电压) 曲线跟踪仪是一个用来测量光伏电池电气特性的电子仪器。它绘制出在不同条件下电池上的电流 (I) 与电压 (V) 的关系。功能:它提供了一个图形表示,显示太阳能电池的电流输出如何随电压变化。2.2. 在钙钛矿太阳能电池研究中的重要性性能分析:I-V曲线跟踪仪在钙钛矿太阳能电池研究中的主要用途是分析电池的性能。这包括确定参数,如开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、最大功率点和填充因子。效率计算:这些测量对于计算太阳能电池的总体效率至关重要。2.3. 与钙钛矿电池相关的关键特性灵敏度和准确性:由于钙钛矿材料的性质,需要高灵敏度和准确性。动态测试能力:鉴于钙钛矿太阳能电池可能的不稳定性和滞后效应,进行动态I-V测量的能力是需要的。2.4. 挑战和注意事项滞后现象:钙钛矿太阳能电池经常在其I-V曲线中表现出滞后,这可能使得测量和解释其性能变得复杂。环境因素:温度、湿度、光强对钙钛矿太阳能电池I-V特性的影响是一个活跃的研究领域。2.5. 在钙钛矿太阳能电池开发中的应用材料和工艺优化:研究人员使用I-V曲线跟踪仪来测试不同的制造方法、材料和电池结构如何影响电性能。退化研究:通过监测I-V特性随时间的变化,可以研究长期稳定性和在运行条件下的退化。2.6. 进步和未来方向自动化和高通量测试:I-V曲线跟踪技术的进步正在朝向自动化系统发展,允许对多个电池进行高通量测试,加快研发过程。与其他测量技术的整合:将I-V曲线跟踪与其他分析技术,如光致发光或阻抗谱,结合起来,以更全面地理解钙钛矿太阳能电池。在变化环境条件下的实时监控:增强I-V曲线跟踪仪以在变化的光强、温度和湿度等环境条件下监控实时性能,这对于理解钙钛矿太阳能电池在实际条件下的实用性能至关重要。总之,I-V曲线跟踪仪是钙钛矿太阳能电池研究中需要的工具。它为这些电池的电性能和效率提供了关键的见解,帮助研究人员优化材料和工艺,并理解钙钛矿太阳能电池在不同条件下的行为和稳定性。随着钙钛矿太阳能电池背后的技术的发展,I-V曲线跟踪仪在这个激动人心的研究领域中的能力和应用也将随之发展。3. 钙钛矿太阳能电池研究的量子效率测量系统当量子效率(QE)测量系统应用于钙钛矿太阳能电池研究时,是理解和优化这些新型光伏设备的光响应和总体效率的必要工具。以下是其角色和重要性的概述:3.1. 什么是量子效率测量系统?定义:量子效率测量系统是一种用来评估太阳能电池量子效率的仪器。量子效率指的是太阳能电池将光子转化为电子的能力,这对于确定其功率转换效率至关重要。类型:主要有两种 - 内部量子效率 (IQE) 和外部量子效率 (EQE) 测量系统。IQE考虑到电池吸收的光,而EQE测量转化为电子的入射光子的比例。3.2. 在钙钛矿太阳能电池研究中的重要性光响应分析:QE测量提供了关于钙钛矿太阳能电池在不同波长下如何有效地将光转化为电的见解。这对于理解电池在太阳光谱中的性能至关重要。材料和设计优化:通过分析QE数据,研究人员可以优化钙钛矿太阳能电池的材料成分、结构和设计,以提高其效率。3.3. 关键特性和考虑因素光谱范围:广泛的光谱范围对于评估电池在整个太阳光谱中的性能至关重要。准确性和灵敏度:由于钙钛矿电池可能由于其特殊的材料性质而表现出复杂的行为,因此高准确性和灵敏度至关重要。3.4. 钙钛矿电池的QE测量挑战不稳定性和滞后:钙钛矿材料可能表现出不稳定性和滞后效应,这可能影响QE测量的准确性和重复性。环境敏感性:钙钛矿太阳能电池对环境因素如湿度和温度敏感,这可能会影响QE测量。3.5. 在钙钛矿太阳能电池开发中的应用效率基准测试:QE测量是用于将钙钛矿太阳能电池的效率与其他光伏技术进行基准测试的标准方法。损失分析:它有助于识别和量化太阳能电池内部的损失机制,比如非辐射复合损失。层优化:研究人员使用QE数据来优化太阳能电池结构中的各个层,如吸收层、传输层和接触层,以实现更好的光吸收和电子传输。3.6. 进步和未来趋势整合新的测量技术:QE测量系统的进步包括整合其他技术,如时间分辨光致发光,以深入了解载流子的动态。高通量和原位测量:开发更快、更自动化的QE系统,用于高通量筛选材料,以及在制备过程中进行原位实时分析。环境条件模拟:增强QE测量系统的能力,以模拟各种环境条件,使得钙钛矿太阳能电池在实际运行环境中的性能评估更为真实。总之,量子效率测量系统是钙钛矿太阳能电池研究的基础工具。它提供了关于这些电池将光转化为电能的效率的关键见解,指导材料选择、电池设计和工艺优化。随着钙钛矿太阳能电池领域的不断发展,QE测量的作用在推动太阳能电池效率和性能的边界方面仍然至关重要。待续:钙钛矿太阳能电池前8需要仪器:科学期刊发表文章全面指南(中)
  • 这些光谱相关国标即将实施 涉及AAS、FTIR、XRF等
    在国家标准目录中,有7项光谱标准已于今年3月9日发布,并将于今年10月1日正式实施,其中涉及到火焰原子吸收光谱仪、火花原子发射光谱仪、原子荧光光谱仪、傅里叶红外光谱仪以及波长色散X射线荧光光谱仪五大类光谱仪器。小编发现,有越来越多的标准主要起草单位是科学仪器厂商,比如GB/T 6609.30就有岛津公司的身影,所谓“质量提升,标准先行”,仪器厂商绝对不能小看标准的重要性!更多关于标准的详细内容可点击标准号下载,仪器信息网提供最全,最新的资料!标准号标准名称GB/T 4333.8-2022硅铁 钙含量的测定 火焰原子吸收光谱法GB/T 41404-2022铂合金中铂含量的测定 火花原子发射光谱法(差减法)GB/T 41331-2022染料产品中砷、汞、锑、硒的测定 原子荧光光谱法GB/T 24581-2022硅单晶中III、V族杂质含量的测定 低温傅立叶变换红外光谱法GB/T 8152.16-2022铅精矿化学分析方法 第16部分:氧化钙含量的测定 火焰原子吸收光谱法GB/T 6609.30-2022氧化铝化学分析方法和物理性能测定方法 第30部分:微量元素含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法GB/T 3286.11-2022石灰石及白云石化学分析方法 第11部分:氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化铝及氧化铁含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法(熔铸玻璃片法)另外,日期小编还整理过今年11月即将实施的标准,详情可点击查看:最新公布的光谱仪器相关标准
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