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陈义旺教授课题组在钙钛矿太阳能电池研究取得重要进展

发布时间:2017-04-05 15:07:00

      近年来,有机/无机杂化钙钛矿太阳能电池取得了突飞猛进的发展,光电转换效率由最初的3.8%增长至22.1%,成为新一代的光伏器件。我校陈义旺教授课题组与伍珀塔尔大学的Thomas Riedl教授课题组合作,成功制备了无铟钙钛矿太阳能电池,成果发表在材料领域最高影响期刊Advanced Materials上(DOI: 10.1002/adma.201606656),2016年影响因子为18.960,第一作者为陈义旺教授指导的博士生胡婷。

利用原子层沉积法制备致密的氧化锡作为超薄金属银的保护层和电子传输层制备了性能优异的无铟透明电极,可以有效地避免来自上层钙钛矿前驱体溶液的腐蚀,方块电阻为11 Ω/sq,与商业应用的ITO电极相当。该工作详细研究了三种不同氧化锡作为电子传输层的界面能级变化,发现基于臭氧制备的氧化锡具有最优的能级匹配,最佳的电子传输和收集性能,因此设计了具有三明治结构的SnOx /Ag /SnOx无铟透明电极,基于其的无铟钙钛矿太阳能电池效率达到11%。这项研究成果为基于超薄金属层电极的钙钛矿电池遇到的腐蚀问题提供了有效的解决方法。

陈义旺课题组长期围绕有机和钙钛矿太阳能电池开展了系统研究,主要包括无铟透明电极、水/醇溶性界面层、活性层界面稳定性以及器件的印刷加工。课题组与国际权威课题组开展了广泛合作,与Thomas Riedl教授课题组围绕钙钛矿太阳能电池的稳定性以及纳米压印在钙钛矿中的应用开展了深入的研究合作,并共同发表了一系列基于钙钛矿太阳能电池的文章,包括Nature Communications 7, 13938 (2017)Adv. Mater. 29, 1605003 (2017)Adv. Energy Mater. 7, 1602599 (2017)