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杨柏教授课题组在聚合物钝化修饰钙钛矿纳米晶太阳能电池方面取得突破进展
发表于: 2018-04-04 15:47  点击:

  有机无机杂化的铅卤钙钛矿材料具有优异的光电性质,近些年在光伏领域掀起了研究热潮,但稳定性差(尤其是热稳定性)限制其走向市场。近两年,基于CsPbX3(X=Br或I)的无机钙钛矿材料,因其具有更好的热、光和湿度稳定性,引起了科研工作者的广泛关注。目前,无机钙钛矿太阳能电池面临的主要问题是较低的光电转化效率,只有10%左右。
  2018年初,吉林大学化学学院、超分子结构与材料国家重点实验室杨柏教授课题组开发了一种聚合物钝化CsPbI2Br纳米晶表面缺陷的新方法,将光电转化效率突破性提升到12%以上,并获得高达1.3V的开路电压。以“Polymer-Passivated Inorganic Cesium Lead Mixed-Halide Perovskites for Stable and Efficient Solar Cells with High Open-Circuit Voltage over 1.3 V”为题目发表在《Advanced Materials》上。

聚噻吩钝化的CsPbI2Br电池的电流密度电压曲线以及无机钙钛矿电池的eVoc与Eg关系的统计图


  该团队利用一种廉价易得的聚合物—聚噻吩(P3HT)作为空穴传输层,发现其能够有效的钝化钙钛矿的表面缺陷。通过优化,获得最高Voc为1.32V,能量损失仅为0.5 eV,是目前所有无机钙钛矿电池器件的最低能量损失。最终获得了器件PCE达到12.02%,这是报道时基于无机混合卤素钙钛矿电池的最高光电转化效率。并且钝化后的电池器件稳定性明显提升,经过近1000小时的老化依然维持着初始效率的90%。这种方法对于将来减小无机钙钛矿电池的能量损失,继续提高器件性能具有重要意义。


全文链接: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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