楊柏教授課題組在聚合物鈍化修飾鈣鈦礦納米晶太陽能電池方面取得突破進(jìn)展
有機(jī)無機(jī)雜化的鉛鹵鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光電性質(zhì)，近些年在光伏領(lǐng)域掀起了研究熱潮，但穩(wěn)定性差（尤其是熱穩(wěn)定性）限制其走向市場。近兩年，基于CsPbX3（X=Br或I）的無機(jī)鈣鈦礦材料，因其具有更好的熱、光和濕度穩(wěn)定性，引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。目前，無機(jī)鈣鈦礦太陽能電池面臨的主要問題是較低的光電轉(zhuǎn)化效率，只有10%左右。
2018年初，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院、超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊柏教授課題組開發(fā)了一種聚合物鈍化CsPbI2Br納米晶表面缺陷的新方法，將光電轉(zhuǎn)化效率突破性提升到12%以上，并獲得高達(dá)1.3V的開路電壓。以“Polymer-Passivated Inorganic Cesium Lead Mixed-Halide Perovskites for Stable and Efficient Solar Cells with High Open-Circuit Voltage over 1.3 V”為題目發(fā)表在《Advanced Materials》上。
聚噻吩鈍化的CsPbI2Br電池的電流密度電壓曲線以及無機(jī)鈣鈦礦電池的eVoc與Eg關(guān)系的統(tǒng)計圖
該團(tuán)隊利用一種廉價易得的聚合物—聚噻吩（P3HT）作為空穴傳輸層，發(fā)現(xiàn)其能夠有效的鈍化鈣鈦礦的表面缺陷。通過優(yōu)化，獲得最高Voc為1.32V，能量損失僅為0.5 eV，是目前所有無機(jī)鈣鈦礦電池器件的最低能量損失。最終獲得了器件PCE達(dá)到12.02%，這是報道時基于無機(jī)混合鹵素鈣鈦礦電池的最高光電轉(zhuǎn)化效率。并且鈍化后的電池器件穩(wěn)定性明顯提升，經(jīng)過近1000小時的老化依然維持著初始效率的90%。這種方法對于將來減小無機(jī)鈣鈦礦電池的能量損失，繼續(xù)提高器件性能具有重要意義。
全文鏈接：Qingsen Zeng, Bai Yang* et al. Polymer-Passivated Inorganic Cesium Lead Mixed-Halide Perovskites for Stable and Efficient Solar Cells with High Open-Circuit Voltage over 1.3 V. Adv. Mater. 2018, 30, 1705393.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201705393
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