麦耀华课题组在Sn-Pb混合钙钛矿印刷制备领域再次取得重要进展

lanyunyun

信息科学技术学院新能源技术研究院和郑州大学橡塑模具国家工程研究中心等单位合作继续在Pb-Sn钙钛矿太阳能电池领域取得重要进展，相关工作以“Vertically Aligned 2D/3D Pb-Sn Perovskites with Enhanced Charge Extraction and Suppressed Phase Segregation for Efficient Printable Solar Cells”发表在能源领域知名期刊ACS Energy Letters (IF=16.33)。新能源技术研究院与郑州大学联合培养硕士研究生李朝辉和郑州大学潘亚敏副教授为共同第一作者，麦耀华教授和郭飞研究员以及郑州大学刘宪虎教授为文章通讯作者。

       铅-锡（Pb-Sn）混合钙钛矿具有带隙可调、毒性低等特点，既可以将带隙调节至最理想的区间制备高效率单节太阳能电池，也可以作为子电池开发更高效率叠层太阳能电池。新能源技术研究院前期首次报道了基于刮涂法开发高质量Pb-Sn钙钛矿的薄膜制备工艺，并进行了高效率器件组装（Nano Energy, 2019,9,104099）。
       2D/3D混合相钙钛矿是提高钙钛矿太阳能电池稳定性的重要方法之一，目前在Pb-Sn混合的钙钛矿中研究相对较少。团队通过在Pb-Sn钙钛矿前驱体溶液中加入少量（3.75%）的4-氟苯乙基碘化铵（FPEAI），通过一步刮涂法制备了2D/3D混合相的Pb-Sn钙钛矿薄膜。研究表明，FPEAI的加入不仅能诱导钙钛矿晶体定向垂直于衬底生长，为光生载流子的提取提供了高效的通道，获得了28.42 mA cm-2超高电流密度。更为重要的是，该工作首次在Pb-Sn钙钛矿薄膜中观察到Pb/Sn相分离，而生成的2D钙钛矿（1 ≤ n ≤ 4）能有效的抑制该相分离以及Sn2+的氧化，从而减少了非辐射复合，提升了电池的开路电压（80 mV）。此外，基于2D/3D混合相的Pb-Sn钙钛矿电池也表现出更好的稳定性。
       该工作得到了国家自然科学基金（61705090）和广东省自然科学基金（2020A1515010853）的支持以及郑州大学材料加工与模具重点实验室开放项目的资助，同时得到了德国埃尔朗根-纽伦堡大学Christoph J. Brabec教授，洛桑联邦理工学院Mohammad Khaja Nazeeruddin教授的大力支持。
       文章链接：https://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.0c00634
       文章来源：暨南大学
       麦耀华博士，暨南大学教授。2007年12月，作为共同创始人成立保定天威薄膜光伏有限公司，担任董事、首席技术官，主管工艺和研发。2013年8月起，担任河北大学光伏技术研究中心主任、河北省光伏技术协同创新中心首席科学家。2016年8月起成为暨南大学新能源技术研究院院长。麦耀华教授长期从事太阳能光伏技术的研究，研究方向包括高效率硅基太阳电池、新型化合物薄膜半导体材料和太阳电池，以及有机无机杂化太阳电池等领域，在Adv. Energ. Mat.、J. Am. Chem. Soc.、Nano Energy、ACS AMI、ChemSusChem和Appl. Phys. Lett.等杂志上发表论文近100篇。目前总共获得授权发明专利14项，国际专利1项，多项新技术和产品在产业化中得到应用，带来新增产值数亿元。