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自然通讯刊发尹龙卫团队光伏电池研究进展

发布日期:2018年03月30日 09:38 点击次数:

[本站讯]近日,山东大学材料科学与工程学院尹龙卫教授团队在钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展,他们通过表面钝化工程的方法制备高效稳定的无机钙钛矿CsPbI3太阳能电池,解决了立方相无机钙钛矿材料常温下无法稳定存在的学术难题。相关成果“Surface passivation engineering strategy to fully-inorganic cubic CsPbI3perovskites for high-performance solar cells”发表在《自然-通讯》(Nature Communications, 2018, 9, 1076;IF=12.124)上。文章第一作者是2015级直博生李博,通讯作者是尹龙卫教授,山东大学材料科学与工程学院为独立完成单位。

钙钛矿太阳能电池因其高效率、低成本等优势引起研究者广泛关注,但是有机无机杂化钙钛矿的不稳定性问题是制约其商业化发展的最大障碍。在解决有机无机杂化钙钛矿稳定性问题的同时,稳定性更好的全无机钙钛矿太阳能电池的研究也在不断进行中。这其中,立方相的CsPbI3因具有最佳的能带结构而被寄予厚望。然而,体相的CsPbI3只能在高温条件下稳定存在,当温度降到室温时,会转变为斜方相的CsPbI3,导致性能失效。针对这一学术难题,作者通过PVP辅助表面钝化的方法首次制备出常温下稳定且高效的立方相CsPbI3钙钛矿太阳能电池。研究表明,PVP分子的内酰胺基基团可以与CsPbI3晶体表面的铯离子发生配位作用,从而增大CsPbI3表面电子云密度,有效地降低表面张力和表面能。该结果开创了制备室温稳定的立方相无机钙钛矿的新方法,为理解和研究无机钙钛矿相结构稳定性提供了理论指导,对于推动高效稳定的钙钛矿太阳能商业化应用与发展具有重要意义。

近年来,尹龙卫教授课题组长期从事太阳能光伏材料与器件的相关研究,围绕半导体材料与结构、能带与异质结工程、光子晶体等多方面展开设计,取得了一系列研究成果。其中包括设计无机钙钛矿纳米晶梯度异质结用作钙钛矿太阳能电池空穴传输层(Adv. Mater.2017,29, 1701221),以及构建碳量子点敏化CsPbBr3反蛋白石结构钙钛矿太阳能电池(Adv. Mater.2017,29,1703682)。上述研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目以及山东省泰山学者计划的支持。


文章链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-018-03169-0

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201703682

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201701221


【作者:汪宙        摄影:汪宙        来自:材料学院    责任编辑:李璐 亭亭  】

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