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【科技前沿】第26期:倒置钙钛矿太阳能电池研究效率取得突破


【编者按】为了更好地营造校园学术氛围,传播我校学术科研动态,即日起,学校在校园网开辟“科技前沿”专栏,定期总结、回顾学校师生取得的科研成果。欢迎广大师生及时把自己的学术科研成果以邮件的形式告诉我们,我们希望获得您以下成果信息:为政府、企业、媒体进行了专业咨询;科技成果通过了相关鉴定;科技成果落地、实现产业化;发表了高水平的学术论文;获得了专利授权;出版、编著了专著、教材;获得了科技奖励;在重要学术会议上进行了发言……

我们愿意为有学术追求的师生搭建一个交流的平台,希望在师生的努力下,学校的学术氛围可以日益浓厚,让我们为实现电子信息特色鲜明的国内高水平大学而奋斗。联系邮箱:dwxcb@guet.edu.cn


近日,我校材料科学与工程学院“有机光电材料与器件” 张坚八桂团队熊健副教授与美国Jackson State University戴其林教授合作,对高性能倒置钙钛矿太阳能电池展开研究,在国际材料科学领域顶级期刊《Advanced Energy Materials》发表了“Bulk Restructure of Perovskite Films via Surface Passivation for High-Performance Solar Cells” 的研究论文(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202201787)。

据悉,《Advanced Energy Materials》是wiely出版社旗下材料领域顶级期刊,JCR工程技术分区1区TOP期刊,2021年影响因子为29.698。材料学院熊健副教授、张坚教授及美国JSU戴其林教授为该论文共同通讯作者,我校为论文第一通讯单位。

当前,气候变化已经给地球生态、人类生活及健康造成了严重影响。应对气候变化,国家提出“碳达峰、碳中和”及相关战略措施,为实现能源多元化,开启低碳经济时代而积极努力。绿色能源中,太阳能储能巨大,合理利用就可解决人类面临的能源危机及气候变化等问题。传统硅基太阳能电池的易脆、不透明及高成本等缺点严重限制着太阳能电池的应用规模。倒置钙钛矿太阳能电池效率高、带隙可调、兼容柔性,可以极大地拓展太阳能电池的应用领域,比如可应用在可穿戴电子、飞行器、绿色建筑及叠层太阳能电池。然而,倒置钙钛矿太阳能电池的效率受到缺陷态、界面非辐射复合损失等问题困扰,效率及稳定性滞后于其竞争正置器件构型。本研究采用N-苄氧羰基-D-缬氨酸(NBDV)为钝化剂后处理钙钛矿薄膜,同时实现了晶粒生长、界面电场构建、阴极层间接触调整、缺陷钝化等多重功能,将器件效率提升到21.80%,这是迄今为止基于多晶MAPbI3/PCBM基异质结器件的最高效率之一,媲美单晶MAPbI3器件。研究还证明了该方法在其他钙钛矿材料体系中也具有普适性。基于该策略器件耐候性及界面稳定性得到了大幅度提升。该研究结果为大面积制备高效、稳定的倒置钙钛矿太阳能电池提供了一种非常有效的后处理策略。


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