周忠敏教授团队在钙钛矿太阳能电池领域取得新进展

max

分子掺杂是降低钙钛矿缺陷密度和提高钙钛矿太阳能电池界面电荷提取的一种重要方法。基于此，化学院周忠敏、文丽荣教授团队和青岛能源所逄淑平研究员课题组开展合作研究，开发了一种在钙钛矿材料中掺杂有机小分子的新型策略，这种有机分子表现为三元稠环结构，能够与钙钛矿材料中配位不饱和的Pb2+位点之间产生非常强的π-Pb2+分子间相互作用。作者通过DFT计算验证，这种相互作用能够有效的降低钙钛矿材料中的缺陷浓度，抑制非辐射复合，改善太阳能电池性能。

       这种π-Pb2+之间的相互作用增强界面电位，因此掺杂能够导致钙钛矿的功函降低，促进空穴向空穴传输层中的转移效率。因此，修饰有机分子的器件实现了21.14 %的电池效率，而且有效的降低回滞效应（回滞效应为0.3 %，对比电池的回滞效应达到9.9 %）。修饰有机分子的器件正扫/反扫的效率分别为21.41 %和21.34 %；对比未修饰有机分子的器件正扫/反扫的效率分别为20.22 %和18.22 %。此外研究了器件的稳定性，暴露在相对湿度(RH)约20 %的空气中，掺杂的器件在存储1300小时后仍大约保留初始光电转换效率的94 %，而未掺杂的器件在相同条件下只保持了原光电转换效率的87%。持续光照下，掺杂的器件封装后260h性能没有衰减，而控制器件封装后持续 250h性能降为原来的60%，衰减明显。

       有机小分子PDPII改善器件性能，使器件具有可忽略的滞后性和更高的稳定性，这种三环核掺杂策略为设计新的有机材料以提高器件性能提供了一个新的视角。该成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition，DOI: 10.1002/anie.202102096。


       论文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202102096
       Li-rong Wen, Yi Rao, Mingzhe Zhu, Ruitao Li, Jingbo Zhan, Linbao Zhang, Li Wang, Ming Li, Shuping Pang and zhongmin zhou, Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.202102096。


       文章来源：青岛科技大学
       周忠敏，化学与分子工程学院，特聘教授，泰山学者青年专家，博士毕业于中国科学院化学研究所，师从有机化学家、物理化学家朱道本院士。自2014年7月份博士毕业以后，先后在中国科学院青岛能源所崔光磊研究员课题组（2014.7-2016.2），日本物质材料研究所（NIMS）韩礼元教授课题组（2016.3-2017.3）和日本东京大学Nakamura Eiichi 教授课题组（2017.4-2019.3）进行博士后研究，主要研究方向为钙钛矿太阳能电池和有机光电材料。近五年来在该领域著名期刊已发表论文20多篇，包括Angew .Chem. Int. Ed.，J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Adv. Energy Mater. 等杂志，引用已超过1000次，其中VIP文章1篇，且被《Science》亮点报道，热点论文3篇。2019年5月份加入青岛科技大学，7月份被山东省教育厅评为海外引入“泰山学者青年专家”。我们实验室将主要致力于光电材料和太阳能电池的研究，同时加强与相关企业的合作，积极推进太阳能电池的商业化。回国后已在 Journal of Materials Chemistry A（IF=10.733）上发表一篇综述论文《Highly efficient inverted hole-transport-layer-free perovskite solar cells》。

xsh1208

周老师：
   您好！
   由重庆大学、中国光电产业平台、中国新材料发展平台联合主办的 “2022光电转换与太阳能电池材料发展论坛” 将于05月20日-22日在重庆举办，鉴于周老师您的研究建树，组委会真诚地邀请您出席会议并做邀请报告，看您的时间安排。(若您方便，烦请添加下我的微信，我给您发份会议文件，谢谢您）


会务组：徐姝      TEL:18519592830      微信：xshu1208