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碳电极全无机钙钛矿CsPbI2Br太阳电池研究取得重要进展
作者:  文章来源:  发布时间:2022-03-18  阅读次数:551

        全无机钙钛矿CsPbI2Br材料具有优异的光、热稳定性以及出色的光电学性质,是钙钛矿光电器件研究领域所关注的热点材料之一。然而,CsPbI2Br多晶薄膜在高湿环境中易于发生自发相变而出现退化或分解,使得制成的器件稳定性普遍较差。针对这一难题,实验室的朱卫东副教授和张春福教授等人提出利用顶部籽晶辅助生长(TSSG)CsPbI2Br薄膜方法,即在中间相薄膜表面旋涂沉积CH3NH3Br形成顶部籽晶调控晶粒生长,而后退火形成CsPbI2Br薄膜。相比于传统一步溶液法,TSSG方法有利于形成致密、高结晶性的CsPbI2Br薄膜。同时,顶部籽晶还可提供额外的Br-离子在CsPbI2Br薄膜表面生成富溴钙钛矿层而诱导产生面内压应力以大幅提升其相对稳定性。基于TSSG法制备的碳电极CsPbI2Br太阳电池的最高效率达到了14.84%,且其在空气环境中具有优异的稳定性。该成果以“High-efficiency (> 14%) and air-stable carbon-based, all-inorganic CsPbI2Br perovskite solar cells through a top-seeded growth strategy”为题发表在国际顶级学术期刊《ACS Energy Letters》(IF: 23.101)上。近日,科睿唯安(Clarivate Analytics)公布了基本科学指标数据库(Essential Science Indicators, ESI)最新数据,该研究论文已入选ESI高被引论文。

        

        

        在上述研究工作的基础上,朱卫东博士等人发展了一种Ruddlesden-Propper (R-P)中间相辅助的序列沉积方法而获得了相稳定性更为优良、CsBr原位钝化的CsPbI2Br薄膜,使碳电极CsPbI2Br太阳电池的开路电压达到了1.312 V,效率提升至15.24%,为所报道研究中同期同类器件国际最高水平。该成果以“Intermediate phase assisted sequential deposition toward 15.24%-efficiency carbon-electrode CsPbI2Br perovskite solar cells”为题发表于国际知名期刊《Solar RRL》(IF:8.582)。朱卫东博士、研究生马俊骁和博士生柴文明为论文共同第一作者,朱卫东副教授和张春福教授为论文共同通讯作者,郝跃院士、张进成教授在课题研究方面给予了大力支持和指导。

        论文信息:

        [1] Weidong Zhu,*, Wenming Chai, Dandan Chen, Junxiao Ma, Dazheng Chen, He Xi, Jincheng Zhang, Chunfu Zhang,* and Yue Hao, ACS Energy Letters 2021, 6 (4), 1500-1510.

        [2] Weidong Zhu,* Junxiao Ma, Wenming Chai, Tianjiao Han, Dandan Chen, Xiaoping Xie, Gang Liu, Peng Dong, He Xi, Dazheng Chen, Jincheng Zhang, Chunfu Zhang,* and Yue Hao, Solar RRL 2022, DOI: 10.1002/solr.202200020.

        论文链接:

        [1] https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00325

        [2] https://doi.org/10.1002/solr.202200020

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