新能源技术研究院唐群委团队发表全无机钙钛矿太阳能电池重要成果

发布单位:人员机构 [2019-11-13 00:00:00] 打印此信息

近日,信息科学技术学院新能源技术研究院唐群委教授团队在全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展,并在化学和材料领域顶级刊物Nano Energy(影响因子:15.548)杂志发表了题为“Precise Stress Control of Inorganic Perovskite Films for Carbon-Based Solar Cells with an Ultrahigh Voltage of 1.622 V”的研究论文。博士生赵媛媛为第一作者,段加龙副教授和唐群委教授为论文的共同通讯作者。

近十年来,钙钛矿太阳能电池迅猛发展,其光电转化效率已由最初的3.8%提升至25.2%,而稳定性是阻碍其商业化的瓶颈之一。采用全无机CsPbBr3钙钛矿作为吸光层显著改善了器件稳定性,但由于高纯CsPbBr3钙钛矿制备困难、界面电荷复合严重、吸光吸收范围窄等问题导致电池效率仍然较低。

唐群委团队围绕上述问题已成功开发出高纯度CsPbBr3钙钛矿薄膜的多步液相制备(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 3787-3791; Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 5746-5749)、稀土离子掺杂提高晶粒尺寸(Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1802346),以及无机Cu(Cr,M)O2空穴传输材料(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 16147-16151)等多项原创性技术,并获得了该类电池的国际最高效率。

在本工作中,唐群委团队针对CsPbBr3钙钛矿晶粒在制备过程中受压应力作用难以自由生长的难题,通过精准调控PbBr2前驱体薄膜的成膜温度和孔径,实现钙钛矿薄膜压应力最小化,制备了尺寸高达1.62�m的CsPbBr3晶粒,不仅将全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提升至10.71%,获得了光伏电池领域最高的1.622V开路电压,也保持了器件在高湿空气环境下的长期稳定性。

该研究得到国家自然科学基金项目(61774139, 21503202, 61604143),广东省杰出青年基金项目(2019B151502061),中央高校基本科研专项资金(11618409,11619311)和中国博士后科学基金(55350315)的支持。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519309930

(新能源研究院)

责编:李伟苗