想象一下,未来我们穿的衣服不再仅仅是蔽体的工具,而是能够感知周围环境,监测身体状况,甚至实现人机交互的智能系统。这正是可穿戴科技的魅力所在!而将光电器件,如晶体管和光电探测器(PDs),集成到可穿戴设备和纺织品中,是实现这一愿景的关键。然而,可穿戴科技的发展面临着巨大的挑战,其中一个关键问题是如何让器件在弯曲、拉伸等机械形变下保持稳定性能。传统的器件大多依赖于硅基材料,难以满足柔性可穿戴的需求。 石墨烯-钙钛矿开启可穿戴科技新纪元为了突破这一技术瓶颈,来自剑桥大学的 Andrea C. Ferrari 教授团队在 Advanced Materials 期刊上发表了一项突破性研究,他们巧妙地将石墨烯和钙钛矿结合起来,制备出具有优异性能的可穿戴光纤光电探测器。
钙钛矿型太阳能电池(perovskite solar cells),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,属于第三代太阳能电池,也称作新概念太阳能电池,是《科学》杂志评选的2013年度十大科技突破之一,是一种有望进一步降低光伏发电价格的新型光伏体系。目前钙钛矿太阳电池发展现状良好,但仍有若干关键因素可能制约钙钛矿太阳电池的发展,其中最关键问题之一是电池的稳定性问题。
如何在不牺牲半透明特性的前提下,提高太阳能电池的效率和稳定性,一直是一项重要的挑战。传统的解决方案主要集中在通过添加功能性障碍层来改善钙钛矿晶界的稳定性,但这往往不足以解决所有问题。因此,探索新的策略来提升半透明太阳能电池的性能,推动钙钛矿光伏技术在降低建筑能耗方面的应用至关重要。中国科学院宋延林研究员和郑州大学马俊杰教授、张懿强教授团队在Advanced Energy Materials(26th Aug. 2024_ DOI: 10.1002/aenm.202402595)期刊发表了一种通过应变工程稳定双面半透明钙钛矿太阳能电池(ST-PSCs)相位均匀性的方法。该方法利用压缩应变重建钙钛矿晶体结构,消除相分离并抑制光诱导的离子迁移,同时采用透明的光捕获结构提高光捕获效率。结果表明,双面ST-PSCs实现了13.97%的等效效率和41.58%的平均可见光透过率,光利用效率高达5.8%。该研究为开发高性能半透明钙钛矿太阳能电池提供了新的策略。