常州大学张倩在低成本高效率有机分子空穴传输材料研究方面取得重要进展

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在国家自然科学基金项目的支持下，常州大学材料科学与工程学院“新能源材料与器件”创新团队青年教师张婧博士，与苏州大学周祎教授和李永舫院士合作，在低成本高效率有机分子空穴传输材料研究方面取得重要进展，基于此材料的平面倒置钙钛矿太阳能电池效率突破19%，达到国际先进水平。该成果发表在化学及材料学科国际顶级学术期刊《Advanced Functional Materials》(中科院一区Top期刊，影响因子为15.621)上，题为“High Efficiency Planar p-i-n Perovskite Solar Cells Using Low-Cost Fluorene-Based Hole Transporting Material”，常州大学为该论文第一通讯单位，张婧博士为第一作者，丁建宁教授和袁宁一教授为通讯作者，苏州大学的周祎教授和李永舫院士为合作通讯作者。

       钙钛矿太阳能电池结构中，位于钙钛矿活性层和电极之间的空穴传输层对器件效率提高起到关键作用。本工作在前期研究的基础上，设计合成了一种溶液可加工有机小分子空穴传输材料（FMT），材料合成路线短，结构简单，此材料在实验室的合成成本可以低至200元/1克左右，相比于传统材料Spiro-OMeTAD和PTAA（1500元/克），成本大大降低，便于商业化推广。同时，将非掺杂的FMT作为空穴传输材料应用到平面倒置钙钛矿太阳能电池中，相应的器件经过24小时氮气氛围放置，效率最高可以超过19%，是目前同类钙钛矿太阳能电池中最高效率之一。通过相应的测试，结果说明此材料在成本低廉，传输空穴的同时，还可以与钙钛矿活性层发生相互作用，优化钙钛矿晶体的晶粒大小，从而改善器件性能，拥有较高的商业应用价值。
       张婧博士所在的材料学院“新能源材料与器件”创新团队，近三年在钙钛矿太阳能电池领域取得一系列研究进展，相关成果陆续发表于J. Mater. Chem. A等高档次期刊。
       论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201900484


      有机电荷传输材料是一类当有载流子(电子或空穴)注入时，在电场作用下可以实现载流子的定向有序的可控迁移从而达到传输电荷的有机半导体材料。有机空穴传输材料主要有聚对苯撑乙烯(PPv)类、聚噻吩类、聚硅烷类、三苯甲烷类、三芳胺类、腙类、吡唑啉类、嚼唑类、咔唑类、丁二烯类等.。其中，三芳胺类材料具有较好的给电子性、较低的离子化电位、较高的空穴迁移率(一般约在101～10_‘cm2/Vs)、较好的溶解性与无定形成膜性、较强的荧光性能与光稳定性，成为研究的热点之一。


       周祎，苏州大学教授2012年4月受聘于苏州大学材料化学与化工学部，苏州大学先进光电材料重点实验室，副教授，硕士生导师。在SCI收录期刊上发表论文40篇，如：Adv. Funct. Mater.、Adv. Mater. Interfaces、J. Mater. Chem.等，文章总引用1400余次。作为共同作者与李永舫教授编写《聚合物太阳电池材料和器件》。现作为课题负责人主持国家自然科学基金一项、江苏省自然科学基金一项、教育部基金两项。


        李永舫，中国科学院化学研究所研究员、苏州大学材料与化学化工学部教授，2013年当选中科院院士。1986年在复旦大学获博士学位。主要研究领域是有机/聚合物太阳能电池光伏材料和器件以及钙钛矿太阳能电池。已发表研究论文600多篇，学术会议邀请报告120多次。发表论文已被他引35000余次，h-因子93。1998年获人事部授予中青年有突出贡献专家称号，1995年获国家自然科学奖二等奖（第二完成人）、2005年获北京市科学技术奖一等奖（第一完成人）、2012年获美国化学会授予高分子学术报告奖。入选科睿唯安(Clarivate Analytics)公司发布的2014材料科学领域以及2015至2018化学和材料科学两个领域Highly cited researchers名单。