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金沙在有机无机杂化钙钛矿太阳电池研究中取得重要进展
发布时间:2020-12-24     作者:     浏览量:   分享到:

        钙钛矿已经具有高达25.2%的认证效率,已成为最高效率的薄膜太阳电池材料。但是在钙钛矿太阳能电池(PSC)商业化之前,必须解决由一些关键因素引起的严重不稳定性问题,这些主要因素包括大量缺陷,离子迁移,对水分的敏感性以及空穴传输层中的不稳定掺杂。

        近日,金沙刘治科教授(刘生忠教授团队)通过理论计算,选择了合适的多功能分子2,2-二氟丙二酰胺(DFPDA),在提高器件效率的同时解决了稳定性问题。具体而言,DFPDA中的羰基与Pb2+形成化学键并钝化配位不足的Pb2+缺陷,从而降低了钙钛矿的结晶速率,得到了高质量的钙钛矿薄膜;氨基不仅与碘化物结合以抑制离子迁移,而且增加了羰基上的电子密度以进一步增强钝化效果;F元素在钙钛矿表面改善薄膜湿度稳定性的同时又在钙钛矿和空穴传输层之间形成了桥梁,以实现有效的电荷传输。基于该方法制备的有机无机杂化钙钛矿太阳电池的光电转换效率达到22.21%。未封装的器件在空气中存储60天后,具有DFPDA添加剂的器件能够保持其初始效率的92%,热稳定性和光照稳定性也得到了显著的提升。

        相关研究成果以题为 “Multifunctional Enhancement for Highly Stable and Efficient Perovskite Solar Cells” 发表在知名期刊Advanced Functional Materials上。第一作者为金沙硕士研究生蔡园,金沙刘治科教授和刘生忠教授为共同通讯作者。

        论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202005776

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