刘生忠教授团队在高效率钙钛矿太阳电池器件研究取得重要进展

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钙钛矿薄膜作为钙钛矿电池的核心组成部分，是影响电池性能和稳定性的关键因素，其一般是通过前驱体溶液挥发溶剂制备。在制备过程中，由于钙钛矿薄膜容易在其晶界和表面产生缺陷，导致钙钛矿薄膜易分解和产生非辐射复合，严重影响了钙钛矿太阳电池的性能及其应用。因此，开发出可制备具有较少缺陷的高效钙钛矿电池技术尤为重要。目前，表面“钝化”因其易于实现而被认为是减少缺陷最有效方法之一。

        近日，我院刘生忠教授团队利用1，3-二甲基-3-咪唑六氟磷酸盐 (DMIMPF6)离子液体对钙钛矿吸收层表面缺陷进行“钝化”，理论计算和实验结果表明，[DMIM]+与钙钛矿表面的Pb2+结合，可以有效钝化Pb-I反位点缺陷，从而显著抑制非辐射复合，也使电池效率从21.09%提高到23.25%，DMIMPF6离子液体天然疏水，能够阻挡水分子对钙钛矿吸收层的侵蚀，进而有效提高钙钛矿太阳电池器件的环境稳定性。
        相关研究成果以题为“High-efficiency perovskite solar cells with imidazolium-based ionic liquid for surface passivation and charge transport”发表于国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。我院刘生忠教授、杨栋研究员、冯江山副研究员为共同通讯作者，我院博士研究生朱学杰为第一作者。


         文章来源：陕西师范大学
        刘生忠，男，1963年生，宁夏平罗人。陕西师范大学教授、国家特聘教授。1983年获陕西师范大学理学学士学位，1986年获兰州大学理学硕士学位，1992年获美国西北大学工学博士学位。刘生忠教授研究领域集中在纳米材料、薄膜材料、太阳能光伏材料、电光薄膜的电化学沉积、激光表面处理和光伏技术的开发、放大和生产。研究成果发表在世界著名刊物上，包括美国的《Science》和英国的《Nature》。研究成果引起了广泛重视，其发表在《Science》上的C60分子结构被国际著名杂志长期用作封面照片，发表在英国《Nature》上的成果被许多报纸、刊物报道评论，多篇论文成为被“最多引用的论文”（most cited paper）。主要发明和专利中有多项已转化成工艺和产品，其它大部分被应用在生产上，其中“透明太阳能薄膜电池”荣获号称“发明家的奥斯卡奖”的“世界最佳发明奖”（R&D 100）。1998年入选“世界科学家工程师名人录”。2011年，刘生忠教授入选国家创新人才长期项目。
       杨栋，陕西师范大学。2008.9-2014.7在中国科学院大连化学物理研究所攻读博士学位，师从李灿院士，研究方向为有机太阳能电池及其界面调控。2014.7-2017.6在陕西师范大学进行博士后研究，合作导师为刘生忠教授，研究方向为钙钛矿太阳能电池及其界面工程，出站后留校工作。现在美国弗吉尼亚理工大学Shashank Priya教授课题组进行博士后研究。目前在Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater.等杂志发表第一作者和通讯作者论文12篇，H因子为15，SCI引用879次。