陕西师范大学材料学院刘生忠

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无机卤化物钙钛矿太阳电池因其优异的热稳定性和化学稳定性成为了最具吸引力的新型光伏材料之一。但在无机钙钛矿器件的制备过程中无法避免产生缺陷，与钙钛矿体相中存在的缺陷相比，表面的缺陷浓度更大，因此，使用界面工程对钙钛矿进行钝化，能够有效的提升钙钛矿器件的效率。

        今年伊始，我院刘生忠教授团队在无机钙钛矿太阳电池效率方面取得了新进展，通过理论研究，确定组胺分子可以有效钝化钙钛矿的表面缺陷，最终将无机钙钛矿电池效率提高到当前世界记录效率（20.8%）。具体而言，选用的组胺分子含有的咪唑环是富电子基团，可以与碘空位通过路易斯酸碱反应相结合，而-NH2中的H可以与相邻的卤原子通过形成氢键相互作用，从而增强组胺分子在钙钛矿表面的附着。利用分子内不同的基团与钙钛矿表面原子的相互作用，有目的地钝化了钙钛矿表面的缺陷，从而提升了钙钛矿太阳电池的光电转换效率。
        相关研究成果以题为“Rational Surface-Defect Control via Designed Passivation for High-Efficiency Inorganic Perovskite Solar Cells”发表于国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。我院田庆文副教授、向万春研究员为共同通讯作者，我院硕士研究生谷晓静为第一作者。

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太阳能电池如今已经证明是一种可有效将室内环境中低强度光能转换成微瓦到兆瓦等功率的装置，被公认是驱动低功耗电子设备的理想选择。钙钛矿太阳能电池具有带隙可调、吸收系数高等优点，受到了广泛关注。但是在钙钛矿薄膜形成过程中，不可避免的会形成大量的缺陷，造成严重的非辐射复合损失，从而使得器件的性能大大降低。

        今年伊始，我院刘生忠教授团队通过两步法制备了微米厚的钙钛矿薄膜。实现了40.1%的低光太阳能电池效率。通过胍盐钝化体相和2-（4-甲氧基苯基）乙胺氢溴酸盐（CH3O-PEABr）钝化钙钛矿薄膜表面协同抑制陷阱态，减少了非辐射复合中心数量，使得到的钙钛矿薄膜的平均载流子寿命从1.41 μs提高至7.72 μs，并获得了1.00V的高开路电压（Voc）、152.10 μA·cm-2的短路电流（Jsc）和79.52%的填充因子（FF）。
        相关研究成果以题为“40.1% Record Low-Light Solar-Cell Efficiency by Holistic Trap-Passivation using Micrometer-Thick Perovskite Film”发表在知名期刊Advanced Materials。第一作者为我院硕士研究生何希来，我院赵奎教授、刘生忠教授和任小东博士后为共同通讯作者。