我所制备出高性能二维钙钛矿太阳电池

  近日,我所太阳能研究部薄膜太阳能电池研究组(DNL1606)刘生忠研究员团队与陕西师范大学赵奎教授合作,在二维Dion-Jacobson(DJ)钙钛矿成膜控制研究中取得新进展,制备了高效率芳香族二维DJ钙钛矿太阳电池。

  近年来,二维有机-无机杂化钙钛矿半导体材料凭借其高的环境稳定性和结构多样性,受到了研究者们的广泛关注。本工作中,合作团队利用原位表征手段,实时追踪二维DJ钙钛矿前驱体溶液反应形成固态薄膜的结晶过程,以及其对量子阱生长,电荷传输、太阳电池性能的影响。研究发现,在溶液处理过程中,快速提取溶剂可以加快钙钛矿相的成核和生长,避免从中间相到钙钛矿相的间接转变。因此,通过提升薄膜质量、优化量子阱的厚度分布,有利于提高二维钙钛矿太阳电池的电荷传输效率、载流子寿命和迁移率,最终改善电池的短路电流和开路电压,制备出效率为15.81%的器件,这是目前文献可查的芳香族二维DJ钙钛矿太阳电池的最高效率。该研究对指导DJ钙钛矿实现更加优化的光电性能和器件性能具有重要意义。

  该工作以题为“Film Formation Control for High Performance Dion–Jacobson 2D Perovskite Solar Cells”发表在Advanced Energy Materials上。该工作的第一作者是我所2017级DNL1606博士研究生张旭。上述研究得到我所创新基金、国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基金、教育部“111引智计划”等项目的资助。(文/图 张旭、段连杰)

  文章链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202002733

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