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科研进展

有机钙钛矿光伏技术团队在高效稳定钙钛矿电池研究方面取得新进展

添加时间:2022-12-07 16:31:51  浏览次数:

  近日,有机钙钛矿光伏技术团队孔伟光博士等人在钙钛矿太阳电池稳定性研究方面取得进展,相关结果“Suppressing the crystallographic disorders induced by excess PbI2 to achieve trade-off between efficiency and stability for PbI2-rich perovskite solar cells”发表在《Nano Energy》(2022, 105, 108014)。硕士研究生仲华为论文第一作者,孔伟光博士、杨少鹏和付广生教授为共同通讯作者。

  过量碘化铅可有效钝化钙钛矿晶界缺陷,提升钙钛矿太阳电池的效率。然而,含有过量碘化铅的钙钛矿太阳电池往往具有较差的光照稳定性。已有的研究认为过量碘化铅在光照下发生光解是引起钙钛矿太阳电池稳定性降低的主要原因。对此,作者发现,前驱体溶液中过量的碘化铅会促进钙钛矿胶体颗粒的快速生长,引起钙钛矿的结晶紊乱,降低载流子向晶界处传输和聚集的能量势垒。此外,研究团队还在富含碘化铅的钙钛矿前驱体溶液中引入微量碘化镉,大幅度提升了钙钛矿的结晶均一性,光生载流子传输至晶界处的能量势垒增加了3倍,钙钛矿在光照或热应力下的分解得到了明显抑制。最终,初始效率为24.26%的钙钛矿太阳电池在潮湿空气中(RH=50%)经过紫外光照射500小时后,依然保留90%的效率;而相同条件下,未经修饰的钙钛矿太阳电池老化之后仅保留初始效率的38%。同时,由于钙钛矿结晶均一性的改善,碘化镉修饰的钙钛矿太阳电池的热稳定性也获得了显著提升。

 

  2022年以来,孔伟光博士等人已在高效钙钛矿的溶液法制备方面取得了一系列成果,相关工作分别发表在国际主流学术期刊Nano Energy (IF=19.07)、Applied Surface Science(IF=7.39)和ACS Applied Materials and Interfaces (IF=10.383)。以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北省重点研发计划、河北省自然科学基金重点项目以及河北大学高层次引进人才等项目的资助。

 
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