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钙钛矿光伏电池纪录再度改写 达19.3%

时间:2019-04-09编辑: admin 点击率:

  钙钛矿光伏电池纪录再度改写 达19.3%

  太阳能的使用是当时物理、动力、资料等范畴穿插研讨的前沿热门。钙钛矿型有机—无机杂化资料是近两年来备受重视的新式光伏资料,其光电变换功率已敏捷攀升到17.9%(经权威机构验证)。近期,该纪录又被刷新到19.3%(Science杂志报导),并有期望到达晶体硅电池的25%的水平。介观光学与飞秒光物理国家自然科学基金委立异研讨集体成员肖立新教授、朱瑞研讨员和龚旗煌院士等在已有作业的基础上,积极开展相关前沿研讨,获得了系列重要发展。

  有机—无机杂化钙钛矿型光伏资料是由有机单元与无机单元经过离子键结合而成的一类新式光伏资料,具有AMX3晶格结构,其间A为有机阳离子如CH3NH3+,M为二价金属离子如Pb2+、Sn2+等,X为Cl-、Br-或I-等卤素离子。无机单元构成互连结构以供给载流子传输,使得该类资料具有高的电荷传输才能;有机单元能够安稳其结构,并改进资料溶解性,使资料可经过溶液加工成膜。相对于其它类型的太阳能电池,介观结构钙钛矿型光伏电池具有成本低、吸收光谱宽、吸收系数高、制造工艺简略的优势,因而招引了学术界和产业界的广泛重视。

  研讨发现,钙钛矿型光伏资料的结晶描摹对其光电功能的影响至关重要,肖立新教授、龚旗煌院士与西安交通大学吴朝新教授、侯洵院士协作,经过分步溶液成膜办法对掺氯钙钛矿资料进行优化,相对于一步溶液成膜办法,微观描摹简单操控,器材功率得到极大进步,并进一步研讨钙钛矿薄膜资料的成膜条件,完成对钙钛矿薄膜描摹的调控,成功制备介观结构的钙钛矿太阳能电池,一起进步太阳能电池的吸光才能及电荷传输才能,研讨结果别离宣布在Chem. Commun. 2014,50,12458的内封面文章及Nanoscale,2014,6,8171上。该立异研讨集体还针对钙钛矿电池急需解决的安稳性问题,尊龙人生就是博旧版开发了一种新式疏水性空穴传输资料使器材的安稳性得到极大改进(Chem. Commun. 2014,50,11196),相关作业现已请求我国发明专利。

  青年千人研讨员朱瑞博士和龚旗煌院士针对钙钛矿太阳能电池中的界面工程问题,使用碱金属盐润饰通明导电电极外表,优化了通明电极与钙钛矿活性层资料之间的能级匹配,完成了不依赖于氧化物细密层的钙钛矿型太阳能结构,该器材的光电变换功率可到达15.1%。结果表明,经过界面润饰工程能够代替惯例的细密氧化物薄膜,完成电子的有用搜集,这将有助于简化器材的制备工艺,一起也使钙钛矿太阳能电池仍坚持杰出的器材功能。该作业行将宣布在ACS Nano(已接纳)上,相关效果也现已请求我国发明专利。

  在本研讨作业中博士生马英壮、郑灵灵和胡芹起到了重要的效果,别离作为相关论文榜首作者。参与研讨作业的还有陈志坚教授、王树峰副教授、曲波副教授等。该研讨作业得到国家自然科学基金委、科技部、人工微结构和介观物理国家重点实验室和2011方案量子物质科学协同立异中心的支撑。

  (原标题:介观结构钙钛矿太阳能电池研讨获得系列重要发展)

  

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