信息科學技術學院唐群委團隊發表無機鈣鈦礦太陽能電池重要成果

                        發布單位:人員機構 [2020-01-08 00:00:00] 打印此信息

                        近日,信息科學技術學院唐群委教授團隊在全無機CsPbBr3鈣鈦礦太陽能電池領域取得重要進展,并在化學和材料領域頂級刊物Angewandte Chemie International Edition(IF:12.102)雜志發表了題為“Alkyl Chain Regulated Charge Transfer in Fluorescent Inorganic CsPbBr3 Perovskite Solar Cells”的研究論文。段加龍副教授為第一作者,唐群委教授為文章的唯一通訊作者。

                        近十年來,鈣鈦礦太陽能電池迅猛發展,其光電轉化效率已由最初的3.8%提升至25.2%,但穩定性是阻礙其商業化的瓶頸之一。采用全無機CsPbBr3鈣鈦礦作為吸光層顯著改善了器件穩定性,但由于高純CsPbBr3鈣鈦礦制備困難、界面電荷復合嚴重、吸光吸收范圍窄等問題導致電池效率仍然較低。唐群委團隊圍繞上述問題已成功開發出高純度CsPbBr3鈣鈦礦薄膜的多步液相制備(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3787-3791; Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 5746-5749)、稀土離子摻雜提高晶粒尺寸(Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1802346),無機Cu(Cr,M)O2空穴傳輸材料(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16147-16151)以及調控鈣鈦礦晶粒間壓應力(Nano Energy 2020, 67, 104286)等多項原創性技術,將該類電池的光電轉換效率提升至10.5%以上。

                        在本工作中,針對界面電荷提取以及光譜吸收率低的問題,通過精準調控界面量子點材料的表面配體,提高了電池內部載流子的提取與傳輸速率,實現鈣界面電荷損失的最小化;另外,通過引入熒光碳電極,增加了電池的吸光率,不僅將全無機CsPbBr3鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率提升至10.85%,獲得了光伏電池領域最高的1.626V開路電壓,也保持了器件在高濕高溫以及光照環境下的長期穩定性。

                        該研究得到青島海洋科學與技術國家實驗室主任基金項目(QNLM201702),中國博士后科學基金面上項目(2019M650231, 2019M663379),國家自然科學基金項目(61774139, U1802257),廣東省杰出青年基金項目(2019B151502061),和中央高校基本科研專項資金(11618409,11619311)的支持。

                        原文鏈接:

                        https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000199

                        (信息科學技術學院新能源技術研究院)

                        責編:李偉苗??


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