作者:黄辛 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/1/30 11:52:32
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华理新型太阳能电池研究获新进展

 

科学网1月30日上海讯(记者黄辛)华东理工大学材料学院清洁能源材料与器件课题组在钙钛矿太阳能电池器件稳定性方面取得的最新研究进展,相关研究成果日前在线发表于《先进能源材料》。

开发高效、稳定的光伏技术是解决世界能源危机及环境保护问题的有效途径。作为Science杂志评选的2013年度十大科学突破之一,有机—无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年间已突破22%,受到了科研工作者的广泛关注。然而,钙钛矿材料稳定性较差,这极大地制约了其大规模商业化发展。尤其在潮湿环境中,钙钛矿材料会与空气中的水分子发生化学反应,导致太阳能电池器件性能迅速衰减。因此,如何提高钙钛矿材料的稳定性是该领域面临的重要挑战。

在这项研究中,研究人员创新性地提出了利用含共轭基团的分子进行表面电子结构调控的策略。基于钙钛矿材料的表面特性,研究人员首次采用了一类兼具共轭基团和疏水基团的噻吩衍生物进行表面修饰,实现了钙钛矿材料表面的电子结构调控,加速了载流子传输,钝化了表面缺陷,并大幅增强了电池器件的湿度稳定性。通过表面噻吩基功能化修饰的钙钛矿太阳能电池,不仅光电转换效率提升至19.89%,同时,在50%的相对湿度环境中,其30天稳定性测试效率衰减也在20%以内,而未经处理的钙钛矿太阳能电池在7天时间内效率衰减即超过90%以上。

专家表示,这一研究成果开辟了钙钛矿材料表面电子调控的新思路,为高效、稳定的新型太阳能电池发展提供了重要方法。

据悉,这项工作由硕士生文天宇在侯宇副研究员和杨化桂教授的指导下完成,并得到了中国科协青年人才托举工程计划、国家自然科学基金青年基金项目、上海市“晨光计划”、上海市“青年科技英才扬帆计划”、华东理工大学特聘计划等项目的资助和支持。

 
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