SusChEM: Exploring Chalcohalide Split-Anion Perovskite Photovoltaics Materials
SusChEM:探索硫卤化物分裂阴离子钙钛矿光伏材料
基本信息
- 批准号:1706815
- 负责人:
- 金额:$ 27.05万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-01 至 2021-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Perovskites are a type of material that has shown promise for use in thin-film solar photovoltaics for renewable electricity production. A recent record of 22% solar cell efficiency was achieved with hybrid organic-inorganic halide perovskite materials as light absorbers. To enable practical commercialization of this type of perovskite-based photovoltaic, two key issues must be addressed. The most critical challenge is to design perovskites without lead (Pb) that still have comparable efficiency and stability performance. The other hurdle to practical application is instability when exposed to moisture. This project will generate fundamental knowledge on alternative high-performance stable perovskite materials to replace lead-based ones. The project's outcomes are a new series of green materials to replace and outperform existing PV perovskite materials that contain environmentally harmful elements. These green materials could potentially transform the current photovoltaic industry considering their cost and environment advantages. The project will also help promote education diversity under several initiative programs at Rensselaer Polytechnic Institute. The objective of this project is to explore and test chalcohalide split-anion perovskite photovoltaic materials. The partial replacement of halogen elements by chalcogen elements (i.e. split-anion chalcohalides) in the perovskite structure will introduce a large pool of high-mobility metal elements with the potential to replace lead in conventional halide perovskites. Under this hypothesis, the principal investigators will combine computational and experimental approaches to study the quantitative impacts of split anions on the electronic, optoelectronic, and chemical properties of the materials. The outcomes of the research are fundamental understanding and a knowledge base on predicting the electronic, optoelectronic and thermodynamic properties of photovoltaic perovskite materials; establishment of a computational framework enabling photovoltaic materials design more reliably and efficiently; and synthesis strategies and protocols for split-anion perovskite materials.
钙钛矿是一种有望用于薄膜太阳能光伏发电以产生可再生电力的材料。最近利用混合有机-无机卤化物钙钛矿材料作为光吸收剂实现了 22% 太阳能电池效率的记录。为了实现这种基于钙钛矿的光伏发电的实际商业化,必须解决两个关键问题。最关键的挑战是设计不含铅 (Pb) 且仍具有可比的效率和稳定性能的钙钛矿。实际应用的另一个障碍是暴露在潮湿环境中时不稳定。该项目将产生有关替代高性能稳定钙钛矿材料以取代铅基材料的基础知识。该项目的成果是开发出一系列新的绿色材料,以取代并超越现有含有对环境有害元素的光伏钙钛矿材料。考虑到其成本和环境优势,这些绿色材料可能会改变当前的光伏产业。该项目还将帮助伦斯勒理工学院的几个倡议项目促进教育多样性。该项目的目标是探索和测试硫卤化物分裂阴离子钙钛矿光伏材料。钙钛矿结构中的硫族元素(即分裂阴离子硫卤化物)部分取代卤素元素将引入大量高迁移率金属元素,有可能取代传统卤化物钙钛矿中的铅。在这一假设下,主要研究人员将结合计算和实验方法来研究分裂阴离子对材料的电子、光电和化学性质的定量影响。研究成果是预测光伏钙钛矿材料的电子、光电和热力学性质的基本理解和知识基础;建立计算框架,使光伏材料设计更加可靠和高效;以及分裂阴离子钙钛矿材料的合成策略和方案。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- DOI:10.1557/adv.2019.437
- 发表时间:2020-06-01
- 期刊:
- 影响因子:0.8
- 作者:Zhuoqun Wen;Yiping Wang;Zhizhong Chen;Jian Shi
- 通讯作者:Jian Shi
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- DOI:10.1021/acs.jpclett.1c00353
- 发表时间:2021-06
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Zhang, Lifu;Jiang, Jie;Cai, Yao;Yao, Shukai;Azhar, Bilal;Chen, Zhizhong;Hu, Yang;Pendse, Saloni;Guo, Yuwei;Jia, Ru;et al
- 通讯作者:et al
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- DOI:10.1063/5.0052941
- 发表时间:2021-07
- 期刊:
- 影响因子:4
- 作者:Chen, Zhizhong;Hu, Yang;Zhang, Lifu;Jiang, Jie;Hawks, Ryan;Shi, Jian
- 通讯作者:Shi, Jian
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- 发表时间:2019-04-16
- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:Lu Li;Zhaodong Li;Anthony Yoshimura;Congli Sun;Tianmeng Wang;Yanwen Chen;Zhizhong Chen;Aaron J. Littlejohn;Yu Xiang;Prateek Hundekar;S. Bartolucci;Jian Shi;Sufei Shi;V. Meunier;Gwo;N. Koratkar
- 通讯作者:N. Koratkar
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- 发表时间:2019-12
- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:Jiang, Jie;Sun, Xin;Chen, Xinchun;Wang, Baiwei;Chen, Zhizhong;Hu, Yang;Guo, Yuwei;Zhang, Lifu;Ma, Yuan;Gao, Lei;et al
- 通讯作者:et al
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