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公司刘治科教授团队在钙钛矿太阳电池领域取得重要进展
发布时间:2023-11-23     作者:     浏览量:   分享到:

        进展一:Crystallization Regulation by Self-Assembling Liquid Crystal Template Enables Efficient and Stable Perovskite Solar Cells (Angewandte Chemie International Edition, 2023, 10.1002/anie.202313472)

        底部钙钛矿薄膜的无序生长严重影响钙钛矿太阳能电池性能,通过埋底界面层的引入来调节钙钛矿生长并钝化界面缺陷是提高电池光伏性能的有效途径之一。离子液晶(ILC)兼具自组装能力、高稳定性和流动性等特征,且其具有的功能基团与钙钛矿具有很好的相互作用,从而达到钝化钙钛矿的目的。此外,由于其有序的微观结构,离子液晶在诱导钙钛矿成核和生长方面显示出独特的潜力。

        近日,团队提出了一种新型离子液晶界面修饰策略,将十二烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液晶应用于钙钛矿太阳电池埋底界面,形成液晶态后的界面层与钙钛矿具有更强的相互作用,钙钛矿薄膜实现取向生长,晶粒增大、晶界减少,薄膜质量显著提高。离子液晶修饰后的钙钛矿太阳电池获得24.92%的功率转换效率,未封装器件在环境中储存3000小时后仍保持94%的初始效率,封装器件在连续光照540小时后具有初始效率的91%。

        工作得到国家自然科学基金(62074095, 62204148, 62105194)、陕西省重点研发计划(No.2022LL-JB-08)、111项目(Grant No. B21005)、CAS DNL合作基金(DNL180311)和中国博士后科学基金(2022T150394)的支持。论文第一作者为公司硕士研究生武玫孜,通讯作者为陈然副研究员、安忠维教授、刘治科教授。文章链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202313472。 

        进展二:21.41%-Efficiency CsPbI3 Perovskite Solar Cells Enabled by an Effective Redox Strategy with 4-Fluorobenzothiohydrazide in Precursor Solution(Advanced Functional Materials.2023, 10.1002/adfm.202304237)

       稳定CsPbI3前体溶液并钝化CsPbI3膜中的缺陷对于实现高稳定和高效的CsPbI3钙钛矿太阳能电池(PSC)具有重要意义。团队开发了一种有效的氧化还原材料:硫代-4-氟苯甲酰肼(FBTH),用于稳定前体溶液并钝化CsPbI3膜中的碘/铅相关缺陷。综合研究证实:1)在钙钛矿前驱体溶液中,FBTH与分子碘(I2)发生有效的氧化还原相互作用,得到了一种新的化合物FBTH-I,它可以通过形成N-H··I键,有效地阻碍I2分子的形成,抑制I在钙钛矿膜中的迁移;2)FBTH-I还可以通过形成S··Pb相互作用钝化Pb相关缺陷。因此,基于FBTH处理的CsPbI3 PSC表现出21.41%的光电转换效率(PCE),这是纯CsPbI3 PSC最高的PCE之一,并且具有良好的光照、空气和热稳定性。

        此工作得到国家自然科学基金(62074095,62204148)、陕西省重点研发计划(No.2022LL-JB-08)、111项目(Grant No. B21005)、CAS DNL合作基金(DNL180311)的支持。论文第一作者为段玉伟博士,公司研究生王俊刚,徐东方为共同第一作者,通讯作者为刘治科教授。文章链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202312638


撰稿:武玫孜 徐东方  审核:刘治科 


 

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