郑州大学材料学院材料科学与工程系（金属、复合方向）张懿强

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姓名 张懿强
性别 男
出生年月 1985.12
籍贯 河南濮阳
职称 副教授
民族 汉
最高学位 博士
党派 中共党员
招生专业 材料科学与工程
研究方向 光电薄膜材料与器件
主要学习工作简历和主要学术兼职
2001.9-2005.7郑州大学材料学院本科
2005.9-2007.7浙江大学硅材料国家重点实验室硕士
2007.8-2008.7濮阳市发改委项目办工作
2008.8-2012.8美国西弗吉尼亚大学电子工程学博士
2011.10-2013.3美国Trovato Mfg.,Inc.工作 研发大面积、低成本和高性能的OLED
2013.4至今郑州大学材料学院 低碳及环境材料河南省国际联合实验室工作
2013年12月郑州大学材料科学与工程专业副教授
2011年4月美国Material Research Society（材料研究学会）会员


科学研究
情况简介
在光电薄膜材料与器件领域，总共发表SCI论文18篇,其中第一作者8篇；
2014年国家自然科学基金青年基金；
2013年国家人社部留学人员科技择优资助项目；
2013年第54批中国博士后基金面上项目一等资助；
2013年河南省科技厅基础与前沿技术研究计划项目；
2013年河南省教育厅科技研究重点项目；
工程背景
2011.10-2013.3美国Trovato光电设备制造公司 研发大面积、低成本和高性能的OLED
教学情况简介
2014年8月-2015年1月负责教授2013级材料科学与工程专业的本科生《工程力学》课程；
2013年8月-2014年1月负责教授2012级材料科学与工程专业的本科生《工程力学》课程；
负责指导本科生毕业设计4人；

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贻贝是自然界中一种常见的水生生物，具有超强的粘合性能。特殊的粘合性能主要源自其粘液中存在丰富的DOPA分子。DOPA的分子结构包含两个相邻的苯酚，它们通过在石材表面与金属离子形成大量氢键而具有很强的配位能力。受到贻贝仿生具有粘合特性的启发，我们进行了分子设计工程，以寻求在PSC领域中的应用。除DOPA外，还设计了化学结构具有战略变化的其他两种相似分子，即DA和DPPA。这三个分子在苯环的一边均具有两个相邻的羟基，同时，另一侧选择了不同的路易斯碱官能团（如氨基和羧基）。在这项工作中，将三种新型的生物启发性功能分子(DOPA, DA and DPPA)作为界面连接剂引入钙钛矿底部和SnO2顶部表面之间的界面。与所报道的仅钙钛矿或ETL表面钝化具有有限的钝化效果相反，这些分子可以同时钝化SnO2和钙钛矿的相邻埋藏界面，从而实现双边协同钝化效果。

        基于贻贝的粘合蛋白的生物启发，作者创造性地选择了三种儿茶酚衍生物分子，即3, 4 -二羟基苯丙氨酸(DOPA)，3, 4 -二羟基乙胺(DA)和3, 4 -二羟基苯基丙酸(DPPA)，作为界面链接剂连接钙钛矿薄膜底部埋藏界面和氧化锡薄膜表面。通过二次键合，三种分子对氧化锡薄膜表面的Sn4+和钙钛矿薄膜埋藏界面的Pb2+缺陷实现了双侧协同钝化效果，提高了界面电荷提取和传输效果并且减少了界面处的非辐射复合。DOPA分子中的胺基和羧基具有协同钝化效应，能够使器件表现出最佳效率和稳定性，取得了21.5%的光伏器件效率。未封装的器件在15%相对湿度的空气中放置60天后仍然可以维持85%的初始效率，展示了高稳定性。这项工作开辟了一种新的途径，为缺陷钝化分子的设计提供重要的见解。
       郑州大学张懿强课题组展现了SnO2中DOPA添加剂具有的一系列优势：一、SnO2/perovskite埋藏界面的双侧协同钝化；二、通过羟基降低SnO2表面上Sn原子的缺陷，并通过羧基和胺基在钙钛矿的埋藏界面中降低过量的卤化物缺陷；三、提高MAPbI3和(MAPbI3)0.8(FAPbI3)0.2混合钙钛矿太阳能电池的器件效率和稳定性。与纯氧化锡的器件的19.4%的PCE相比，SnO2/DOPA在相同的条件下获得了21.5%的高PCE。此外，增强了具有SnO2/DOPA 电子传输层的器件的空气稳定性。这项工作中选择的SnO2/perovskite埋藏界面的三种分子是一种可行的双边协同钝化策略。


       文章信息：Bin Wang, Junjie Ma, Zehua Li, Gangshu Chen, Qiang Gu, Shuyao Chen, Yiqiang Zhang*, Yanlin Song, Jingbo Chen, Xiaodong Pi, Xuegong Yu & Deren Yang. Bioinspired molecules design for bilateral synergistic passivation in buried interfaces of planar perovskite solar cells. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-021-3600-z.