赵德威团队在柔性全钙钛矿叠层太阳电池方面取得新进展

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北京时间2022年9月30日，国际学术期刊Advanced Energy Materials在线发表了我院太阳能所陈聪特聘副研究员、赵德威教授和瑞士联邦材料科学与技术研究所（EMPA）付帆博士合作团队题为“High-Performance Flexible All-Perovskite Tandem Solar Cells with Reduced VOC-Deficit in Wide-Bandgap Subcell”的研究成果。合作团队提出了自组装单分子层和钙钛矿后处理的协同作用，实现高开路电压（1.29 V）的宽带隙钙钛矿电池，最终实现了效率超过23%的柔性两端全钙钛矿叠层太阳电池。

         在各种类型的钙钛矿基叠层太阳电池中，全钙钛矿叠层太阳电池对于建筑和车辆集成光伏或空间能源领域特别有吸引力，因为它们可以采用低温溶液法在轻质柔性基板上制备。然而，柔性全钙钛矿叠层电池的效率远落后于刚性衬底上的效率，主要原因在于：1、在柔性衬底上功能层的均匀沉积比在刚性衬底上更具挑战，并且柔性衬底具有差的机械稳定性；2、宽带隙钙钛矿太阳电池具有较大的开路电压损失。
         鉴于此，合作团队使用自组装单分子层2PACz作为空穴选择性接触，有效地抑制了界面复合，并使得随后能均匀生长具有优异光电性质的1.77 eV宽带隙钙钛矿。此外，采用2-噻吩乙胺氯化物（TEACl）进行后处理，以进一步抑制体相和界面复合，将宽带隙顶电池的开路电压提高到1.29 V。基于此，首次制备的柔性四端全钙钛矿叠层太阳电池的光电转换效率为22.6%。当集成到柔性两端叠层电池时，获得了23.8%的光电转换效率，其开路电压大大地提升到2.1 V。
         瑞士EMPA赖华贵（原为四川大学太阳能所2020届硕士毕业生）为论文第一作者，四川大学陈聪特聘副研究员、赵德威教授和瑞士EMPA付帆博士为论文通讯作者。四川大学为共同通讯单位。
        上述研究工作得到国家重点研发计划、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资助。
        文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.202202438
        文章来源：四川大学
        赵德威，四川大学特聘研究员、博士生导师。2004年在辽宁大学获学士学位，2007年在北京交通大学获硕士学位，2011年在（新加坡）南洋理工大学获博士学位，先后在（美国）密歇根大学、佛罗里达大学、托莱多大学作为博士后和研究助理教授开展工作。长期从事新型薄膜光电材料与器件的研究，集中于钙钛矿和有机半导体在柔性太阳能电池和其他光电器件中的应用领域，立足探索材料的独特特性和器件物理的深层工作机理，开发高效器件，挖掘轻量、柔性器件技术。在Nature Energy、Science、Joule等杂质发表论文100多篇，书章2节，其中11篇高被引论文，1篇热点论文，总引用7000多次，h因子46（谷歌学术），以第一作者或通讯作者身份（包含共同）发表论文包括Nature Energy（2篇）、Science、Joule（2篇）、Science Bulletin（1篇）、Adv. Mater.（2篇）、J. Am. Chem. Soc.（1篇）、Adv. Energy Materials（3篇）、Adv. Funct. Mater.（2篇）、Nano Energy（2篇）、ACS Energy Letter.（2篇）、Materials Horizons（1篇）等。曾入选国家青年人才引进计划，四川省杰出青年科技人才，四川省青年人才引进计划，曾获中国国家留学基金委“国家优秀自费留学生奖学金”和德国教育科技部“绿色精英奖(Green Talent)”。