马万里: 聚合物空穴传输材料用于超低能量损失的α-CsPbI3钙钛矿纳米晶太阳能电池

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由于科学家在高效有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池开发中的努力，这个领域得到了快速的发展。凭借其较高的吸光系数、较低的激子结合能和长电荷载体扩散长度，钙钛矿太阳能电池在过去的八年中以前所未有的速度发展，能量转化效率可达23%。

限制钙钛矿太阳能电池商业化进程的重要原因是其在环境中的不稳定性，比如MAPbI3可在水份的存在下分解成PbI2和CH3NHI3。为了解决这个问题，研究目光集中在更稳定的无机钙钛矿太阳能电池上，比如CsPbI3。立方CsPbI3的相转化温度高达350℃，当放置在外界环境中时，其会转化为正交晶相。许多种方法被开发用于稳定立方晶型，然而这些方法在溶液-薄膜的结晶过程中需要精确控制。近来，钙钛矿量子点太阳能电池在解决稳定的问题上吸引了广大的注意。

近日，苏州大学马万里教授团队和张桥教授合作报导了一种可进行低温溶液加工的、在大气环境中制备的全无机钙钛矿纳米晶体太阳能电池。CsPbI3钙钛矿量子点太阳能电池拥有接近13%的效率，在无掺杂的聚合物空穴传输材料使用中，具有极低的能量损失。这种CsPbI3量子点太阳能电池利用聚合物空穴传输材料，在聚合物空穴传输材料和量子点界面可获得有效的电荷分离，以及有效地避免器件不稳定。这个工作对未来钙钛矿量子点在太阳能电池上的应用会有很大的帮助。该成果以题为"Band-Aligned Polymeric Hole Transport Materials for Extremely Low Energy Loss α-CsPbI3 Perovskite Nanocrystal Solar Cells"发表在Joule上。

在这个工作中，作者在室温大气条件下制备了可溶液加工的FTO/TiO2/CsPbI3量子点/HTM/MoO3/Ag太阳能电池。利用传统的共轭聚合物作为空穴传输层，在无需进行掺杂的条件下，基于钙钛矿量子点太阳能电池具有较高的器件效率和极低的能量损失。这个工作会为未来钙钛矿量子点在太阳能电池的器件结构设计和应用提供重要的实验路径。

Band-Aligned Polymeric Hole Transport Materials for Extremely Low Energy Loss α-CsPbI3 Perovskite Nanocrystal Solar Cells

(Joule, 2018, DOI: 10.1016/j.joule.2018.08.011)