Quantum-Assisted Photoelectric Effects in Perovskite Solar Cells

钙钛矿太阳能电池中的量子辅助光电效应

基本信息

批准号：
20K15135
负责人：
王映樵
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15135/
关键词：
perovskite solar cell 2D/3D perovskite Interface Band mapping STM photodetector quantum dot nanosheet Photovoltaics Energy conversion UV stability Perovskite solar cell Quantum dot 2D nanosheet Photovoltaic

项目摘要

Graded 2D perovskite capping shells with continuously upshifting valence bands, produced by tailored dimensional engineering, can effectively extract holes from 3D perovskite cores. Real-space observation of electronic structures will fully reveal the operating mechanisms of 2D/3D hybrid perovskite solar cells (PSCs). In this financial year, the light-modulated scanning tunneling microscopy visualizes the cross-sectional band alignment across 2D (C4H9NH3)2(CH3NH3)n-1PbnI3n+1/3D CH3NH3PbI3 stacked perovskites. By systematically analyzing their electronic configuration, the mixed-dimensional perovskite band structure along the vertical 3D-to-2D direction can be spatially resolved. Remarkably, the electric field in the 2D perovskite is larger under light illumination than under dark conditions, resulting in an increase in the concentration of holes and electrons distributed in the 2D and 3D perovskites, respectively. Benefiting from this electronic reconstruction, charge recombination is suppressed, thereby significantly promoting the 2D/3D PSC performance. Moreover, our method opens an avenue for direct, local mapping of optoelectronic device energy levels. (Nano Energy, 2021, 89, 106362)

通过定制尺寸工程生产的具有连续上移价带的分级 2D 钙钛矿盖壳，可以有效地从 3D 钙钛矿核中提取孔。电子结构的实空间观测将充分揭示2D/3D混合钙钛矿太阳能电池（PSC）的工作机制。在本财年，光调制扫描隧道显微镜可视化了 2D (C4H9NH3)2(CH3NH3)n-1PbnI3n+1/3D CH3NH3PbI3 堆叠钙钛矿的横截面能带排列。通过系统地分析它们的电子配置，可以在空间上解析沿垂直 3D 到 2D 方向的混合维钙钛矿能带结构。值得注意的是，2D 钙钛矿中的电场在光照条件下比在黑暗条件下更大，导致分布在 2D 和 3D 钙钛矿中的空穴和电子浓度分别增加。受益于这种电子重构，电荷复合被抑制，从而显着提升 2D/3D PSC 性能。此外，我们的方法为光电器件能级的直接局部绘图开辟了一条途径。 (纳米能源, 2021, 89, 106362)

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Quantum-assisted photoelectric gain effects in perovskite solar cells

钙钛矿太阳能电池中的量子辅助光电增益效应

DOI：
10.1038/s41427-020-00236-1
发表时间：
2020-08-28
期刊：
NPG Asia Materials
影响因子：
9.7
作者：
Ying;Shao;Toshihiro Nakamura;Yu;Chun;Di;Y. Chang;N. Koshida;T. Shimada;Shihao Liu;Chun;K. Tsukagoshi
通讯作者：
K. Tsukagoshi

Visualizing band alignment across 2D/3D perovskite heterointerfaces of solar cells with light-modulated scanning tunneling microscopy

使用光调制扫描隧道显微镜可视化太阳能电池 2D/3D 钙钛矿异质界面上的能带排列

DOI：
10.1016/j.nanoen.2021.106362
发表时间：
2021-11-01
期刊：
Nano Energy
影响因子：
17.6
作者：
Po‐Cheng Huang;Shao;Tingrun Lai;M. Shih;H. Hsu;Chun;Cheng‐Chieh Lin;Chun;Chi Ying Lin;K. Tsukagoshi;Chun‐Wei Chen;Y. Chiu;S. Tsay;Ying
通讯作者：
Ying

Multiplier Effects of Photodetectors—Source of Gain

光电探测器的乘数效应——增益来源

DOI：
10.3390/coatings13061088
发表时间：
2023-06-12
期刊：
Coatings
影响因子：
3.4
作者：
Ming Yang;Haoliang Chang;Jinhuan Chen;Xinyu Zhu
通讯作者：
Xinyu Zhu

紫外線吸収膜及び紫外線電気変換素子

紫外线吸收膜及紫外线电转换元件

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Visualizing band alignment across 2D/3D perovskite heterointerfaces of solar cells with light-modulated scanning tunneling microscopy

使用光调制扫描隧道显微镜可视化太阳能电池 2D/3D 钙钛矿异质界面上的能带排列

DOI：
10.1016/j.nanoen.2021.106362
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
17.6
作者：
Huang Po;Huang Shao;Lai Ting;Shih Min;Hsu Hung;Chen Chun;Lin Cheng;Chiang Chun;Lin Chi;Tsukagoshi Kazuhito;Chen Chun;Chiu Ya;Tsay Shiow;Wang Ying
通讯作者：
Wang Ying