信息科學技術學院唐群委團隊發表無機鈣钛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,信息科学技术学院唐群委教授团队在全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展,并在化学和材料领域顶级刊物Angewandte Chemie International Edition(IF:12.102)杂志发表了题为“Alkyl Chain Regulated Charge Transfer in Fluorescent Inorganic CsPbBr3 Perovskite Solar Cells”的研究论文。段加龙副教授为第一作者,唐群委教授为文章的唯一通讯作者。

近十年来,钙钛矿太阳能电池迅猛发展,其光电转化效率已由最初的3.8%提升至25.2%,但稳定性是阻碍其商业化的瓶颈之一。采用全无机CsPbBr3钙钛矿作为吸光层显著改善了器件稳定性,但由于高纯CsPbBr3钙钛矿制备困难、界面电荷复合严重、吸光吸收范围窄等问题导致电池效率仍然较低。唐群委团队围绕上述问题已成功开发出高纯度CsPbBr3钙钛矿薄膜的多步液相制备(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3787-3791; Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 5746-5749)、稀土离子掺杂提高晶粒尺寸(Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1802346),无机Cu(Cr,M)O2空穴传输材料(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16147-16151)以及调控钙钛矿晶粒间压应力(Nano Energy 2020, 67, 104286)等多项原创性技术,将该类电池的光电转换效率提升至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,通過精准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鈣钛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。

该研究得到青岛海洋科学与技术国家实验室主任基金项目(QNLM201702),中国博士后科学基金面上项目(2019M650231, 2019M663379),国家自然科学基金项目(61774139, U1802257),广东省杰出青年基金项目(2019B151502061),和中央高校基本科研专项资金(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??