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科研进展

我院有机钙钛矿光伏技术团队在钙钛矿太阳电池研究方面取得新进展

添加时间:2021-03-24 17:38:59  浏览次数:

 近日,我院有机钙钛矿光伏技术团队在钙钛矿太阳电池界面修饰和钝化研究方面取得一系列新进展。其中“Multifunctional Molecular Incorporation Boosting the Efficiency and Stability of the Inverted Perovskite Solar Cells”以河北大学为第一单位发表在Journal of Power Sources(2021,488:229449)上,硕士研究生王志文为第一作者,杨少鹏教授为通讯作者。另一项工作“Facile Physical Modifications of Polymer Hole Transporting Layers for Efficient and Reproducible Perovskite Solar Cells with Fill Factor Exceeding 80%”以河北大学为第一单位发表在Solar RRL(2020, 4(11):2000365)上,硕士研究生陈康为第一作者,孔伟光博士为通讯作者。

       钙钛矿太阳电池作为光伏器件领域中的后起之秀,由于其较高的光吸收系数、较长的载流子寿命和可调节的带隙等优势而备受关注。其中钙钛矿太阳电池的界面在器件的效率和稳定性方面起到关键性的作用。该团队通过优化界面修饰和钝化工艺,在新型界面修饰材料的开发和消除界面缺陷态方面取得一系列结果。(1)界面修饰方面:利用PTAA与ITO之间的相互作用,通过F4-TCNQ的氯苯溶液对PTAA薄膜进行处理,提高了PTAA的浸润性,同时使PTAA的电子能级与钙钛矿层更加匹配,使得钙钛矿太阳能电池的效率和可重复性显著提高。此工作为制造具有高填充因子和可重复反式钙钛矿太阳电池提供了新思路。(2)界面钝化方面:将非富勒烯电子受体材料ITIC、IT-M和IT-4F分别引入到钙钛矿前驱体溶液中,以优化钙钛矿的结晶过程、钝化钙钛矿薄膜表面和晶界处的陷阱态,使得钙钛矿太阳电池的光电转化效率从16.65%分别提升至18.28%(ITIC)、19.59%(IT-M)和19.75%(IT-4F)。此外,上述电子受体材料可增强钙钛矿薄膜的表面疏水性,从而使器件稳定性也得到了显著的提升。

       以上工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、河北省自然基金专项项目等的资助。

相关链接:
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.229449
 
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