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信息科学技术学院唐群委团队发表无机钙钛矿太阳能电池重要成果

字体: 2020年01月08日 浏览量: 来源: 信息科学技术学院新能源技术研究院 作者: 发布:新闻中心

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,针对界面电荷提取以及光谱吸收率低的问题,通过精准调控界面量子点材料的表面配体,提高了电池内部载流子的提取与传输速率,实现钙界面电荷损失的最小化;另外,通过引入荧光碳电极,增加了电池的吸光率,不仅将全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提升至10.85%,获得了光伏电池领域最高的1.626V开路电压,也保持了器件在高湿高温以及光照环境下的长期稳定性。

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。

原文链接:

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

(信息科学技术学院新能源技术研究院)

责编:李伟苗  

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