刘生忠研究员团队制备出高性能二维钙钛矿太阳电池

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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。

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
       文章来源：大连化物所
       刘生忠，中国科学院大连化学物理研究所研究员。刘生忠教授1992年在美国西北大学获博士学位。先后在美国阿贡国家实验室、英国BP Solar公司、美国United Solar公司等从事研究工作。现全职回国工作，任大连化学物理研究所研究员和陕西师范大学教授。研究领域包括纳米材料、薄膜材料、太阳能光伏材料、电光薄膜的电化学沉积和光伏技术的开发、放大和生产。多项研究成果发表在《Science》、《Nature》和《Angew. Chem.》等刊物上，现已经申请专利的、在美国专利局网站可查到的发明文献有六十余项。刘教授的研究技术多项指标处于世界领先水平，其中“透明太阳能薄膜电池”被称为是“世界最佳发明奖”（R&D 100奖）。
        赵奎,1983年5月生，陕西师范大学教授，硕士生导师。中科院长春应化所博士，阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）博士后。主要从事薄膜太阳电池、大尺度制备和相变研究。承担和参与国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目6项。在SCI期刊上发表论文50余篇，其中一区论文45篇。在国际重要学术刊物如Joule，Energy Environ. Sci.，Adv. Mater.上发表论文多篇，申请国家发明专利5项。