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材料学院科研团队在全钙钛矿叠层太阳电池研究方面取得成果

时间:2021-11-07  来源:材料学院   作者: 

近日,材料科学与工程学院太阳能材料与器件课题组与瑞士联邦材料科学与技术研究所(Empa)合作,全面地总结了有机无机杂化宽带隙钙钛矿和全无机宽带隙钙钛矿及其在全钙钛矿叠层太阳电池中应用的研究进展,相关成果“Wide-bandgap organicinorganic hybrid and all-inorganic perovskite solar cells and their application in all-perovskite tandem solar cells”以四川大学为第一单位发表在国际期刊Energy & Environmental Science该论文的第一作者为四川大学材料科学与工程学院2020级博士研究生贺锐。通讯作者为四川大学材料科学与工程学院任胜强专职博士后、赵德威特聘研究员和瑞士Empa付帆博士(研究员)、武汉大学陈聪博士(现四川大学材料科学与工程学院特聘副研究员)。

宽带隙(>1.7 eV)金属卤化物钙钛矿太阳电池因具有与窄带隙钙钛矿结合制备高效叠层太阳电池的巨大潜力,有望突破单结太阳电池的肖克利-奎伊瑟理论效率极限而备受关注。然而,溴(Br)含量较多的宽带隙钙钛矿器件存在开路电压损失大、光照下相偏析等问题,导致其性能表现远不如预期。近年来,有机无机宽带隙钙钛矿太阳电池在降低由界面非辐射复合及光致相分离引起的开路电压损失方面取得了重要的进展。另一方面,全无机钙钛矿如CsPbI3, CsPbIxBr3-x和CsPbBr3具有较高的稳定性和适合的带隙,在与窄带隙太阳电池结合制备多结叠层太阳电池的潜力也在迅速被挖掘。结合课题组早期对宽带隙钙钛矿太阳电池及钙钛矿基叠层太阳电池的研究成果,在这篇综述中,研究人员同时对有机无机杂化宽带隙和全无机宽带隙钙钛矿太阳电池的界面复合及卤素离子迁移引起的光照不稳定性等问题进行了充分地探讨,并从组分工程、界面工程和添加剂工程等方面总结了有效的优化策略。同时,研究人员也从效率提升、稳定性提升和商业化应用等方面分析了宽带隙钙钛矿太阳电池及叠层太阳电池未来的发展前景。这项综述工作为提升单结宽带隙钙钛矿太阳电池性能和构筑高效叠层太阳电池拓宽了视野,有助于钙钛矿光伏领域取得更多更重要的进展。

上述研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委、四川省科技计划项目、中央高校基本科研业务费专项资金、四川大学工科特色团队项目及江苏省自然科学基金资助。

文章链接:Wide-bandgap organicinorganic hybrid and all-inorganic perovskite solar cells and their application in all-perovskite tandem solar cells”(https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2021/EE/D1EE01562A#!

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