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多个国际权威期刊发表我院光电能源环境材料组最新成果

来源:    发布时间:2016-11-11    点击次数:

 近期,Nature Communications、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Functional Materials、Nano Energy等国际权威期刊发表了上海交通大学环境科学与工程学院光电能源环境材料研究组在钙钛矿太阳能电池研究方面的最新系列成果,文章一经刊发引起了广泛关注,被Materials Today、Science Daily等在内的20余家国内外知名科技媒体撰文报道。

  有机无机钙钛矿太阳能电池是目前新型低成本高效率光伏材料的研究热点,钙钛矿薄膜晶体的大小、覆盖度与其界面对最终器件影响很大,目前常钙钛矿薄膜覆盖度变低、晶粒偏小,结晶度差等问题,严重影响了电池效率与重现性,针对这一问题,赵一新研究组与美国可再生能源国家实验室合作,引入了奥斯瓦尔德熟化这一策略来对钙钛矿薄膜进行后续处理,成功地解决了溶剂工程方法时间窗口较窄的问题,使其具有更好的可操作性,电池效率达到了19.12%,研究成果在Nature Communications(Nat. Commun. 2016, 7, 12305.)上发表;针对钙钛矿晶体界面钝化方面的优化,赵一新研究组开发了一种全新的策略实现了碘化铅含量以及位置的精确调控,通过调整氢碘酸与碘化铅的比例即可简便调控碘化铅的含量,并且这些碘化铅层都可位于钙钛矿晶粒的界面处,实现有效钝化从而提高了钙钛矿薄膜的电子传输性能。该方法同样适用于其他钙钛矿材料如溴碘混合型钙钛矿薄膜的制备上。采用该策略制备的MAPbI2Br型钙钛矿太阳能电池效率达到了14.45%,是目前已有报道的MAPbI2Br型太阳能电池的最高效率,相关研究成果发表在Nano Energy (Nano Energy2016,26, 50-56.)上,上述研究成果的第一(共同)作者为环境学院博士研究生张太阳。

  二维钙钛矿和三维钙钛矿是目前钙钛矿研究的两个分支,赵一新研究团队发现,通过调整钙钛矿的组分,可以实现从二维钙钛矿到三维钙钛矿的纬度转换,打破了二者之间的界限,基于这一思想,研究组通过引入盐酸分子来构建2D钙钛矿,随着盐酸的挥发得到3D钙钛矿,通过离子交换导致的维度转换来制备高质量钙钛矿薄膜,这一原创性工作发表在权威期刊Angewandte Chemie International Edition(Angew. Chem. Int. Ed. 2016,55, 13460-13464.)上;而如果将长链氨基酸集团引入到三维钙钛矿中,氨基酸两端的官能团能够将“打断”钙钛矿结构同时重新链接起来,通过和厦门大学毛秉伟田中群教授团队合作确认形成了二维/三维混合结构,得到高荧光效率的钙钛矿薄膜,相关研究工作发表在Advanced Functional Materials上,上述研究成果的第一作者分为硕士研究生李戈和博士研究生张太阳。

  赵一新特别研究员带领的光电能源环境材料研究组在有机无机杂化钙钛矿材料在光电方面的研究,目前已经在JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、Nano lett.、Nat. Commun.、Adv. Function. Mater.、Chem. Soc. Rev.等期刊上发表论文多篇。上述研究得到了来自国家自然科学基金、国家青年千人资助计划、霍英东基金会和学院985工程三期项目的资助。

相关论文链接

Facile fabrication of large-grain CH3NH3PbI3−xBrx films for high-efficiency solar cells via CH3NH3Br-selective Ostwald ripening.Nature Communications2016,7, 12305.

http://www.nature.com/articles/ncomms12305

A controllable fabrication of grain boundary PbI2 nanoplates passivated lead halide perovskites for high performance solar cells.

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285516301124

Ion-Exchange-Induced 2D–3D Conversion of HMA1-xFAxPbI3Cl Perovskite into a High-Quality MA1-xFAxPbI3 Perovskite.Angew.Chem.Int. Ed.2016,2016, 55,13460 –134604.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201606801/full

In Situ Fabrication of Highly Luminescent Bifunctional Amino Acid Crosslinked 2D/3D NH3C4H9COO(CH3NH3PbBr3)n Perovskite Films.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201603568/full

来源:交大新闻网


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