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科研進展

《Nano Energy》刊登我院鈣鈦礦光伏電池新成果

來源:MG娱乐官网  發布時間:2016-11-28 23:23:40 點擊次數:

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鈣鈦礦太陽能電池以其獨特的物理性質、醒目的光電轉化效率和誘人的工業應用前景等特點,被認為是一種擁有巨大潛力的光伏器件。但其電池效率衰減(穩定性)等問題是其走向工業化應用急待解決的課題。現行鈣鈦礦電池比較普遍使用的空穴傳輸材料是一種比較昂貴的螺二芴結構化合物(spiro-OMeTAD),其需要通過摻雜鋰鹽以提高電池的性能,但這同時加劇了鈣鈦礦電池的不穩定性。所以研究人員希望尋找更加廉價和穩定的空穴傳輸材料來替代傳統材料。酞菁銅是一種比較廉價的小分子材料。課題組與南方科技大學許宗祥博士合作,從分子設計層面出發,用八甲基取代的酞菁銅(CuMe2Pc)代替spiro作為空穴傳輸層,顯著提高了平面鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩定性。研究結果表明CuMe2Pc表現出了垂直于襯底方向的分子排列和更高的空穴遷移率,提高了器件的空穴抽取能力。同時,CuMe2Pc還具有更疏水的表面特性,有利于保護鈣鈦礦吸光層免于水分子的破壞,顯著地改善了鈣鈦礦太陽能電池的穩定性。由于CuMe2Pc這些良好的電學和表面物理特性,基于CuMe2Pc空穴傳輸層的鈣鈦礦太陽能電池取得了15.75%的光電轉換效率和優異的長期穩定性。經過2000h的長期穩定性測試,器件還能保持95%的起始效率。

該成果以《使用八甲基取代的酞菁銅作為空穴傳輸層來顯著改善鈣鈦礦太陽能電池的穩定性和效率》“A facile molecularly engineered copper (II) phthalocyanine as hole transport materialfor planar perovskite solar cells with enhanced performance and stability ”為題發表在國際權威刊物《Nano Energy》(G. Yang, Y.-L. Wang, J.-J. Xu, H.-W. Lei, C. Chen, H.-Q. Shan, X.-Y. Liu, Z.-X. Xu, G.-J. Fang, Nano Energy 2016, DOI:10.1016/j.nanoen.2016.11.039),論文論文第一署名單位是武漢大學,第一作者是MG娱乐官网2016級博士生楊光。

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