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AEnM:高电子亲和能实现快速空穴提取-制备高效柔性钙钛矿太阳能电池
公布日期:2020/2/11 19:12:45 阅读次数:40491

  近日,上海交通大学材料科学与工程学院/金属基复合材料国家重点实验室韩礼元团队在知名期刊《Advanced Energy Materials》(2019年影响因子24.884)上发表了题为“High Electron Affinity Enables Fast Holes Extraction for Efficient Flexible Inverted Perovskite Solar Cells”的学术论文。


  钙钛矿太阳能电池的进展在光伏领域取得了最显著的进展。自2009年以来的十年中,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率迅速提升,达到了25.2%的最新认证世界记录,接近单晶硅太阳能电池达到的最高值。其中,低温制备的反式钙钛矿太阳能电池稳定性好、制备工艺简单、与柔性和叠层太阳能电池良好兼容,因而获得了广泛关注。但是,由于空穴传输层和钙钛矿界面的空穴提取能力差,基于低温制备空穴传输材料的反式钙钛矿太阳能电池性能较差。



  本文通过不同电子亲和力的可设计分子显著改善了空穴传输材料的导电性和能级分布,特别地,3,6-二氟-2,5-,7-,7-,8-,8-六氰基喹啉二甲烷分子首次用于改善空穴传输层性能,使空穴传输层的电导率提高了10倍,费米能级与价带之间的能隙从0.60 eV减小到0.24 eV,从而使空穴提取能力提高约5倍。这使得基于刚性和柔性基体的小面积反式钙钛矿太阳能电池器件获得最高光电转换效率分别分别22.13%和20.01%,大面积柔性模块(36.1cm2)光电转换效率达到12.4%。


  论文的第一作者是材料学院硕士生茹鹏斌和与上海黎元新能源科技有限公司毕恩兵博士,通讯作者为陈汉副教授。该工作得到了国家重点研究开发计划(2018YFB1500104),上海市自然科学基金(17ZR1414800),国家自然科学基金(11574199, 11674219和 11834011),国家创新人才博士后计划和国家博士后基金会(2018M640388),上海高等学校特聘教授(东方学者)项目。


撰稿人:茹鹏斌、陈汉
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