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我校在稳定高效的全无机钙钛矿电池研究方面取得重要进展

  编辑: 李国华     发布时间:2018-11-07 14:49:51     作者:材料科学与工程学院    

有机无机钙钛矿太阳能电池因其理想的禁带宽度,优异的载流子传输性能等一直备受关注。但由于弱的氢键作用于有机阳离子与碘化铅八面体之间,使得该材料在电场,水分等作用下容易分解,制约着其进一步发展。相比之下,全无机钙钛矿材料(CsPbX3)因其优异的热稳定性成为研究者们新的关注热点。而立方相的CsPbI3材料因其更合适的禁带宽度(~1.73 eV)得到了稳步提升的光电转化效率。但由于黑色立方相的热力学不稳定性,其在空气中很容易相变为δ-CsPbI3,从而限制了该材料的进一步应用。

近日,我校材料科学与工程学院刘生忠教授团队在全无机CsPbI3钙钛矿电池领域取得重要进展,相关研究结果以我校为第一署名单位发表在在国际综合性期刊《Nature Communications》上,第一作者是我校博士研究生王康,刘生忠教授、靳志文博士(我校师资博士后,2018年10月出站,现聘为兰州大学教授)和王倩为文章共同通讯作者。论文题目为:“All-inorganic cesium lead iodide perovskite solar cells with stabilized efficiency beyond 15%” (https://www.nature.com/articles/s41467-018-06915-6)。

在该研究中,作者首先使用氢碘酸(HI)和碘化铅(PbI2)为原料制备出HPbI3+x中间体,进而制备出晶体结构扭曲的CsPbI3材料,其禁带宽度进一步降低至1.69 eV。随后通过苯乙胺碘(PEAI)添加剂加入到前驱体溶液中,制备出结晶质量优异,晶格扭曲的CsPbI3钙钛矿材料(β-CsPbI3, γ-CsPbI3)材料。经过优化,最终得到的器件光电转换效率可达到15.07%,经过300h持续光照以及干燥空气中保存60天后效率没有明显的降低,促进了CsPbI3钙钛矿太阳能电池进一步发展。

近年来该团队在全无机钙钛矿太阳能电池领域取得了一系列突破性进展,多次创造了全无机钙钛矿太阳能电池的最高效率。

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