北卡罗来纳大学教堂山分校（北卡罗来纳大学教堂山分校官网

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空气中制备！高效串联全钙钛矿光伏组件

研究亮点：

1. 开发了热气辅助刮刀涂布法，形成足够厚且致密的窄带隙钙钛矿薄膜。

2. 钙钛矿薄膜中加入还原剂盐酸苄肼，提升器件效率与稳定性。

3. 揭示了Sn-Pb钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性提升机制。

一、串联钙钛矿电池问题与挑战

串联钙钛矿太阳能电池有可能达到比单结太阳能电池详细的平衡效率极限高得多的效率，这将有助于降低光伏系统的成本。与单结钙钛矿模块相比，串联结构具有更小的光电流和更高的光开压，可以降低单元对模块的效率下降的影响，从而实现单片串联结构更高的效率。

二、成果简介

有鉴于此，北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松团队报道了采用热气辅助刮刀涂布法加速钙钛矿结晶，形成致密的窄带隙(NBG)钙钛矿薄膜。在NBG薄膜中加入还原剂盐酸苄肼(BHC)，然后进行短时间的空气曝光，显著地提高了载流子重组寿命，并在环境条件下使用激光划线而不会明显损失器件性能。这种结合抑制锡和碘化物的氧化，并在NBG薄膜表面形成一个薄的SnO2层。单片全钙钛矿串联太阳能电池组件有效面积为14.3 cm2的效率最高为21.6%，相应小面积器件效率为23.0%。

三、结果与讨论

要点1：刮刀涂布制备高质量NBG薄膜

用于串联器件的NBG钙钛矿的最佳厚度为1000纳米。要通过刀片涂层制造这种厚的薄膜，涂布的湿膜也需要足够厚。通过刀片系统设置、不同条件下涂层薄膜的照片以及不同持续时间退火的钙钛矿薄膜的扫描电子显微镜（SEM）图像分析。通过调整前体溶液中的热气体温度和DMSO含量，防止钙钛矿薄膜中间隙的形成，通过调整N2温度来加速了刀片过程中的溶剂蒸发，开发有一个直列加热器（Omega，AHPF-121）的热气系统，解决了热枪的热空气对气体温度和流量的控制有限，只能处理小面积薄膜，直接将加热的气体输送到宽气体刀。

图1 刀片涂层1000 nm厚的NBG钙钛矿薄膜

要点2：利用BHC提高NBG器件性能与稳定性提升机制研究

图2 单结NBG太阳能电池性能

抑制空气中NBG钙钛矿中Sn2+的氧化对于实现高性能设备至关重要。受防止碘钙钛矿中I2产生的还原功能的启发，作者预计BHC具有相同的还原NBG钙钛矿运行过程中产生的碘的性能。黄色的NBG钙钛矿前体溶液在空气中氧化，直到变成红色，这表明溶液中形成了大量的Sn4+。在将BHC添加到氧化溶液中后，溶液在10秒内恢复为黄色，证明BHC有能力在室温下将Sn4+降至Sn2+，并且测试时间内没有明显损害NBG钙钛矿。使用溶解在低浓度的BHC处理涂层NBG钙钛矿表面发现明显提高了NBG太阳能电池的效率。开路电压（VOC）从0.765V增加到0.809V，PCE从17.0%上升到18.6%。表面处理后，严重的迟滞消失了。为了减少原始前驱体成分中预先存在的Sn4+和薄膜制造过程中产生的Sn4+，在前驱体溶液中添加了BHC作为添加剂，进一步将器件VOC提高到0.837 V，单节NBG钙钛矿太阳能电池的PCE为19.4%。

图3空气暴露和存储提高性能的机制研究

要点3：全钙钛矿串联组件块的性能

图4 全钙钛矿型串联太阳能电池及模组性能

ITO/PTAA/Cs0.25FA0.75Pb(I0.85Br0.15)3/C60/SnO2/Au/PEDOT:PSS/Cs0.2FA0.8Pb0.5Sn0.5I3/PCBM/C60/BCP/Cu为串联电池结构。小面积电池的刀片涂层NBG和WBG薄膜的厚度分别为1000 nm和233 nm，这与目标厚度一致。8 mm2串联太阳能电池的效率为23.1%，Voc为2.01 V，Jsc为14.8 mA cm−2，FF为77.5%。在制造面积为10-20 cm3的迷你模块时，P2和P3线的总划刻时间约为20分钟。覆盖NBG薄膜将空气中的操作窗口延长到比5 min更长。封装的迷你模组在手套箱中存放两天，以减少Sn4+和I。具有四个子单元和孔径面积为14.3 cm2冠军迷你模组的PCE为21.6%迟滞可以忽略不计。模块在最大功率输出点处的稳定输出PCE为21.5%。全钙钛矿串联太阳能模块在1个太阳照明下的长期光稳定，在250小时后保留了初始PCE的约90.0%。

四、小结

综上所述，作者采用热气辅助刀片涂层策略来沉积高质量、大面积和足够厚的NBG钙钛矿薄膜，以制造全钙钛矿串联模块。还原剂BHC防止了薄膜制造过程中Sn4+的形成，还减少了空气暴露过程中产生的Sn4+和I。揭示了Sn-Pb钙钛矿太阳能电池的性能增强机制，由氧化作用、钙钛矿中的BHC和制造后存储过程协同作用导致。

五、参考文献

网页链接

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swan的思考哈尔滨工程大学教授

我今天在网上看到一篇文章，作者是赵盛烨董事长，果断关注了！原因是赵董事长点明新冠病毒来自于美国北卡罗莱纳州大学教堂山分校的 Baric 教授，他主导的 GOF 研究即聚焦于此。接下来的问题是：如何预防病毒的袭击？希望我们的医疗研究机构能尽快破解新冠病毒，找出应对其袭击的有效办法。

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swan的思考哈尔滨工程大学教授

我今天在网上看到一篇文章，作者是赵盛烨董事长，果断关注了！原因是赵董事长点明新冠病毒来自于美国北卡罗莱纳州大学教堂山分校的 Baric 教授，他主导的 GOF 研究即聚焦于此。接下来的问题是：如何预防病毒的袭击？希望我们的医疗研究机构能尽快破解新冠病毒，找出应对其袭击的有效办法。

#十多年前美国实验室已有冠状病毒合成能力#【疑点重重！#多国媒体专家呼吁调查德特里克堡#】种种迹象表明，美国相关实验室早就在做合成、改造冠状病毒的危险实验。“在这项研究里，我们报告了一项规模最大的、人工合成的、可复制的生命形态。”2008年发表在《美国科学院院刊》上的一篇论文在其摘要中这样写道。这篇论文主要作者之一拉尔夫·巴里克是北卡罗来纳大学教堂山分校的教授，长期研究冠状病毒，是国际上这一学术领域的权威专家。论文详细记录了设计、合成并激活一种SARS样冠状病毒的方法，并特别验证了这种人造病毒不仅能让小鼠感染患病，还能侵袭人类的呼吸道纤毛上皮细胞。

部分国际媒体和国际人士指出，要推进全球溯源研究、应首先调查疑点重重的美国。多家国际媒体质疑，美国在炒作中国“实验室泄漏论”的同时，却对本国德特里克堡生物实验室突然关闭、2019年出现“电子烟疾病”等疑点避而不谈，令人生疑。

《韩国时报》和《今日日本》日前刊发评论文章，批评美国将新冠病毒溯源问题政治化，指出新冠病毒可能早在2019年12月就在美国传播，如果有必要在全球发起对病毒源头的新追踪，那么首要目标应该是美国，而不是中国。

菲律宾知名政治评论员赫尔曼·劳雷尔表示，美国一再炒作针对中国的阴谋论，却对自己国内可能存在的“疫情震中”拒绝公开、拒不审查，这本身就十分可疑。

目前俄罗斯新冠肺炎死亡病例超过16万例，俄罗斯知名新闻网站“自由媒体”就发表了一篇题为《德特里克堡实验室让超10万俄罗斯人丧命？》的文章。文章注意到，2019年六七月份，美国媒体开始报道德特里克堡实验室的问题，然而之后相关的新闻便销声匿迹了。文章呼吁美国开放德特里克堡实验室以及美国国内和分布在世界各地的生物实验室，接受国际社会独立调查，并邀请世卫组织或国际专家组赴美调查新冠肺炎疫情起源及美方应对情况。（央视，希隆）

由于新冠肺炎的大流行，疫苗的接种方式有待改变。因为目前为人们接种疾病疫苗的技术与50年前几乎相同——冷冻干燥的粉末疫苗需要连续冷藏、使用前的液体重组以及针头注射。

但是，来自斯坦福大学和美国北卡罗来纳大学教堂山分校（UNC）的研究人员表示这一切可能会改变。他们生产了一种3D打印的疫苗针刺，这种针刺比典型的疫苗注射提供了更大的保护。

据报道，这种微针贴片直接应用于皮肤，其免疫反应是通过针刺输送到手臂肌肉的疫苗的10倍。它还具有其他优点，包括轻松和无痛的分娩，以及自我管理的潜力。

这样的疾病疫苗接种方式还是蛮期待的，就是需要3D打印技术，不过真的能成功，那将是一大提升。

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